开题报告--基于单片机的数字电压表设计.doc

河北大学工商学院本科生毕业论文（设计）开题报告装订线（学生用表）论文（设计）题目基于单片机的数字电压表设计学部专业电气工程及其自动化学科学生指导教师职称（1、内容包括：课题的来源及意义，国内外发展状况，本课题的研究目标、内容、方法、手段及进度安排、实验方案的可行性分析和已具备的实验条件、具体参考文献等。2、撰写要求：字体为宋体、小四号，字数不少于1500字。）一课题的来源及意义数字电压表在1952年由美国nls公司首次创造，它刚开始是4位，50多年来，数字电压表有了不断的进步和提高。数字电压表是从电位差计的自动化过程中研制成功的。开始是4位数码显示，然后是5位、6位显示，而现在发展到7位、6位数码显示；从最初的一两种类型发展到原理不同的几十种类型；从最早的采用继电器、电子管发展到全晶体管、集成电路、微处理器化；从一台仪器只能测1-2种参数到能测几十种参数的多用型；显示器件也从辉光数码管发展到等离子体管、发光二极管、液晶显示器等。数字电压表的体积和功耗越来越小，重量不断变轻，价格也逐步下降，可靠性越来越高，量程范围也逐步扩大。数字电压表是60年代末发展起来的电压测量仪表，简称dvm，它采用的是数字化测量技术，把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后通过显示器件显示。这种电子仪表之所以出现，一方面是由于电子计算机的应用推广到系统的自动控制信号的实验领域，提出了各种被观测量或控制量转换成数字量的要求，即为了实时控制和数据处理的要求；另一方面，也是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的发展，为数字化仪表的出现提供了条件。所以，数字化测量仪表的产生与发展与电子计算机的发展是密切相关的；同时，为革新电子测量中的烦琐与陈旧方式也促进了它的飞速发展。如今，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。数字电压表最初是伺服步进电子管比较式，其优点是准确度比较高，但是采样速度较慢，体积重达几十公斤。继之出现了谐波式电压表，它的速度方面稍有提高但准确度低，稳定性差，再后来出现了比较式仪表改进逐次渐进式结构，它不仅保持了比较式准确高的优点，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺点就是抗干扰能力差，很容易受到外界因素的影响，随后，在谐波式的基础上双引申出阶梯波式，它的唯一进步就是成本降低了，可是准确度，速度及抗干扰能力都未提高。而数字电压表的发展已经非常成熟，就原理来讲，它从原来的一两种已经发展到多种，在功能上讲，它从测单一的参数发展到能测多种参数；从制作原件看，发展到集成电路，准确度已经有了很大的提高，精度已经到1nv，读数速度达到每秒几万次，而相对以前价格已经降低了很多。目前实现电压数字化测量的方法仍然是模-数（a-d）转换的方法。数字电压表分类繁多，日常生活中一般根据原理的不同进行分类，大致分为：比较式，电压时间变换式，积分式等。在电量的测量中，电压，电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最经常。而且随着电子技术的发展，更是需要经常测量高精度的电压，所以数字电压就成为必不可少的测量仪器。另外，数字测量仪器具有读数准确方便，精度高，误差小，灵敏度高，分辨率高，测量速度快等特点备受用户亲睐，数字电压表的设计就基于这种需求发展起来。这个课题的目的和意义在于使自己掌握对数字电压表的理解，自己动手设计数字电压表与仿真，它可以广泛的应用于电压测量外，通过各种变换器还可以测量其它电量和非电量，测量是一种认识过程吗，就是用实验的方法将被测量和被选用的相同参量进行比较，从而确定它的大小。dvm广泛应用于测量领域每期测量的准确度和可信度取决于它的主要性能和技术指标。所示我们要学习和掌握如何设计dvm就显得十分重要。二国内外发展状况电压表指固定安装在电力、电信、电子设备面板上使用的仪表，用来测量交、直流电路中的电压。数字电压表作为智能仪表的一种，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低、不能满足数字化时代的需求，并且传统的电压表在测量电压时需要手动切换量程，不仅不方便，而且要求不能超过该量程。采用单片机的数字电压表，精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便，还可与pc进行实时通信。目前，由各种单片a/d转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量领域，并且由dvm扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。如今，数字电压表已经绝大部分取代了传统的模拟指针式电压表，因为传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候非常不方便还经常出错，而采用单片机的数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常方便，抗干扰能力强，可扩展性强等优点已被广泛应用于电子和电工测量，工业自动化仪表，自动测量系统等领域。显示出强大的生命力。dvm的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表，数字化是当前计量仪表发展的主要方向之一，而高准度的dc-dvc的出现，又使dvm进入了精密标准测量领域。随着现代化技术的不断发展，数字电压表的功能和种类将越来越强，越来越多，其使用范围也会越来越广泛。采用智能化的数字仪器也将是必然的趋势，它们将不仅能提高测量精确度，而且能提高电测量技术的自动化程序，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表（如：温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪等），几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。从而提高了计量检定人员的工作效率。三课题的研究目标：能实现档位选择；数字显示；直流电压测量；具有正、负电压极性显示、小数点显示和超量程显示。研究内容：基于单片机89c51及adc设计数字电压表，该设计采用proteus为设计平台，并用keil c51进行设计。该电压表能测量电压值，并显示测量电压数值。 研究方法：（1）掌握单片机和adc的基本知识；（2运用proteus软件进行设计；（3）采用keilc51设计温度测控系统的程序,并仿真验证；手段：1学习电压测量和数据采集的基本原理。2学习lcd1602的工作和显示原理。3研究数据的转换盒显示程序。4学习电路的仿真软件proteus的使用方法。5利用proteus进行电路设计。6完成系统软件设计。7仿真验证。进度安排：第1-6周，进行外文翻译，撰写开题报告。第7-10周，编写程序。第11-12周，调试程序。第12-14周，论文撰写。参考文献：（1） 朱清慧.proteus教程电子线路设计、制版与仿真.清华大学出版社.北京.2008（2） 周润景.pr