智能雙路數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)說明書.doc

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1、微機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書課題：智能雙路數(shù)字電壓表專業(yè)：電子信息工程班級：電子1303姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：王亞林蔡文培目錄一，設(shè)計(jì)任務(wù)與目的-3-1.1設(shè)計(jì)課題-3-1.2設(shè)計(jì)目的-3-1.3設(shè)計(jì)任務(wù)-3-1.4設(shè)計(jì)要求-3-二，總體方案設(shè)計(jì)與方案論證-4-2.1總體方案的設(shè)計(jì)與論證-4-2.2開關(guān)量的方案設(shè)計(jì)與論證-4-2.3顯示查表的方案設(shè)計(jì)與論證-5-2.4電壓采集，計(jì)算方法的方案與論證-5-三，總體軟件設(shè)計(jì)說明及總流程圖-6-3.1軟件總體設(shè)計(jì)說明-6-3.2系統(tǒng)總流程圖-7-四，系統(tǒng)資源分配及數(shù)據(jù)定義說明-8-4.1系統(tǒng)資源分配-8-4.2硬件資源分配-10-五，局部

2、程序設(shè)計(jì)說明-11-5.1A/D采集子程序-11-5.2標(biāo)度轉(zhuǎn)換功能-13-5.3節(jié)拍設(shè)置功能-16-5.4電壓超量程報(bào)警功能-18-5.4PB按鍵掃描程序-19-六，系統(tǒng)功能與操作說明-20-七，課程設(shè)計(jì)總結(jié)-21-附錄：源程序清單-22-設(shè)計(jì)任務(wù)與目的1.1設(shè)計(jì)課題智能雙路數(shù)字電壓表1.2設(shè)計(jì)目的通過小型微機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與調(diào)試過程，運(yùn)用《微機(jī)原理及接口技術(shù)》課程所學(xué)的基本知識，在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用，進(jìn)而得到理解、鞏固和提高，學(xué)習(xí)掌握分析與解決實(shí)際問題的方法與手段，提高設(shè)計(jì)、編程與調(diào)試的實(shí)際動(dòng)手能力，作為工程技術(shù)工作的一次基本訓(xùn)練。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的智能雙路數(shù)字電壓

3、表，通過多選一電子模擬開關(guān)及A/D轉(zhuǎn)換器巡回采集兩路被測電壓的數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號處理及標(biāo)度變換，以一定的節(jié)拍時(shí)間交替顯示，應(yīng)有顯見的符號標(biāo)示被測信號源回路，并可通過按鈕開關(guān)操控凍結(jié)或切換顯示，可通過鍵盤進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，編程并在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上模擬調(diào)試實(shí)現(xiàn)。1.4設(shè)計(jì)要求基本設(shè)計(jì)要求1、八位LED7段數(shù)碼管顯示當(dāng)前檢測回路的標(biāo)識、電壓值及其單位或其他界面信息。2、電壓測量范圍0V~4.96V，應(yīng)有輸入被測電壓超量程判斷及提示。3、應(yīng)采取數(shù)字濾波技術(shù)提高測量與顯示的穩(wěn)定性。4、基本顯示模式為：兩路被測電壓值按設(shè)定的節(jié)拍交替測量與顯示，電壓值保留二位小數(shù)。5、設(shè)置一個(gè)“凍結(jié)”按鈕開關(guān)以操控進(jìn)入或退出

4、當(dāng)前回路的凍結(jié)顯示方式，凍結(jié)顯示期間每約0.5S更新一次測量值。6、設(shè)置一個(gè)“切換”按鈕開關(guān)以操控強(qiáng)行切換顯示下一檢測回路數(shù)據(jù)。7、對開關(guān)量輸入信號須進(jìn)行軟件消抖動(dòng)處理。8、鍵盤設(shè)定交替測量顯示的節(jié)拍范圍為0.5S~5.0S，設(shè)定分辨率0.1V，設(shè)定界面應(yīng)有醒目的當(dāng)前修改位提示。9、無操作時(shí)間超過30秒鐘后自動(dòng)恢復(fù)為基本的運(yùn)行狀態(tài)。功能擴(kuò)展要求（選做）1、開機(jī)進(jìn)行接口部件及數(shù)碼顯示器、指示燈、訊響器等自檢。2、每隔一定的時(shí)間，穿插顯示實(shí)時(shí)鐘信息一定的時(shí)間，通過鍵盤設(shè)定其間隔參數(shù)。3、擴(kuò)展顯示模式二：同時(shí)顯示兩路電壓測量數(shù)據(jù)，每約0.5S更新一次測量值，電壓值保留一位小數(shù)。設(shè)置一個(gè)“模式

5、”撥動(dòng)開關(guān)以選擇兩種顯示模式之一。4、超上限告警功能，通過鍵盤設(shè)定電壓上限值范圍為0V~4.96V，監(jiān)測到某回路電壓超上限時(shí)有相應(yīng)顯示內(nèi)容的閃爍提示、超上限LED指示燈亮、訊響告警及繼電器觸點(diǎn)輸出控制功能。5、實(shí)現(xiàn)帶有回差的超上限告警功能，通過鍵盤設(shè)定回差值的范圍為±0.10V~±0.50V，設(shè)定回差分辨率0.01V。6、添加超下限告警功能。6、添加多擋量程功能，如1.24V量程、0.31V量程。8、其他功能擴(kuò)展。二，總體方案設(shè)計(jì)與方案論證2.1總體方案的設(shè)計(jì)與論證根據(jù)課題要求，需要采集兩路電壓值，按一定的節(jié)拍巡回顯示兩路電壓值，并可以凍結(jié)顯示任何一路的電壓值，切換顯示下一路的電壓值。

6、同時(shí)系統(tǒng)要求可以修改顯示的節(jié)拍時(shí)長，電壓的上限告警電壓，下限告警電壓，插入顯示時(shí)鐘信息等多種工作方式。所以本系統(tǒng)需要用到大量的按鍵操作。按鍵的判斷與子程序的調(diào)用是關(guān)鍵，因此設(shè)定不同的按鍵觸發(fā)不同的進(jìn)程碼，程序根據(jù)不同的進(jìn)程碼執(zhí)行不同的子程序，從而實(shí)現(xiàn)不同的操作和功能。2.2開關(guān)量的方案設(shè)計(jì)與論證方案一、表決法由于單片機(jī)按鍵存在抖動(dòng)，表決法容易造成誤判和重復(fù)操作，所以本系統(tǒng)為了穩(wěn)定性決定使用滾動(dòng)濾波法。方案二、滾動(dòng)濾波法對開關(guān)量得輸入進(jìn)行滾存的方式，每次調(diào)用到開關(guān)量子程序時(shí)，就把當(dāng)前的狀態(tài)值賦給前態(tài)，依次把前幾次的采集值推為舊態(tài)，當(dāng)這4次的開關(guān)量采集的值一致時(shí)，才把當(dāng)前的采集值采集存為新

7、態(tài)，在通過新態(tài)和舊態(tài)的值比較就可以達(dá)到消除抖動(dòng)的效果，這種方法還可以實(shí)現(xiàn)按鍵是上升沿有效還是下降沿有效。2.3顯示查表的方案設(shè)計(jì)與論證方案一把帶小數(shù)點(diǎn)的斷碼也寫進(jìn)斷碼表，顯示個(gè)位的時(shí)候直接查找有帶符號位的斷碼。方案二顯示過程中先判斷顯示是否到達(dá)個(gè)位，如果到了就把個(gè)位的數(shù)據(jù)的最高位清零上述的兩種方案中，第一種方案比較麻煩，要編寫特定的帶符號位斷碼，要判斷是否到顯示個(gè)位時(shí)，才能查找?guī)Х栁坏臄啻a，雖然可以實(shí)現(xiàn)顯示個(gè)位時(shí)可以實(shí)現(xiàn)顯示小數(shù)點(diǎn)，但是編寫程