数字电压表的设计 开题报告.doc

河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）学院：电子信息工程学院 2008 年 月 日课题名称数字电压表的设计学生姓名专业班级信科041课题类型硬件设计指导教师职称工程师课题来源生产1. 设计（或研究）的依据与意义 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，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。 众所周知，在当今的社会中电已成为人们日常生产，生活中一个必不可缺的因素。电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使人类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。而在这其中，电压，电流等已成为描述电的一些重要参数。 在电气测量中，电压是一个很重要的参数。如何准确地测量模拟信号的电压值，一直是电测仪器研究的内容之一。数字电压表是通用仪器中使用较广泛的一种测试仪器，很多电量或非电量经变化后都用可数字电压表完成测试。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、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。本设计主要研究的是以51系列单片机为核心的电压测量系统，能够在单片机的控制下完成对电压信号采集，能够根据采样值进行毫伏值与伏值量程自动转换，采用4位半A/D转换器，并且测量结果可通过四个数码管显示出来，显示准确可靠，误差小。基本能够满足生产的要求。另外由于本学院一些的实验室，如电工电子实验室，电路实验室的一些数字电压表已经损坏，如果本设计能够实现，可改进或者维修实验室的数字电压表。因此，本次设计具有非常实际的意义。2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述目前，市场上的主要使用的电压表有：指针式电压表和数字电压表两种。由于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，因此，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信等优点已使数字电压表成为现在电子测量的主要应用产品。同时，由数字电压表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。 在由单片机构成的数字电压表中，一般包含三种模块：数据采集保持模块，数据处理模块（单片机系统）和输入/输出模块。在数据采集保持模块中，基本结构大部分都一样，主要是在对电压信号采样前，用放大器进行预处理，后通过保持器保持采样。在数据处理模块中，其中A/D转换器的性能成为评定数字电压表好坏的一个重要标准。考虑到本次设计的要求精度，成本等条件，本次设计中可采用4位半A/D转换器ICL7135，ICL7135是双积型A/D转换器，转换速度比较慢，在每次A/D转换前，内部电路都自动进行调零操作，可保证零点在常温下的长期稳定。在20000字（2V满量程）范围内，保证转换精度1字相当于14bitA/D转换器。具有自动极性转换功能，能在双极性参考电压下对双极性模拟输入电压进行A/D转换，模拟电压的范围为01.9999V。有过量程（OR）和欠量程（UR）标志信号输出，可用作自动量程转换的控制信号。输出为动态扫描BCD码。对外提供六个输入,输出控制信号(R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因此除用于数字电压表外,还能与异步接收 /发送器,微处理器或其它控制电路连接使用。在输入/输出模块中，显示部分可使用四个数码管构成，其中四个数码管显示测量值的大小。 总上所述，本设计主要是以51系列单片机为核心，以ICL7135为A/D转换器，介绍数字电压表的设计，该设计适用于人们的日常生活及工农业生产中用于电压的检测。3. 课题设计（或研究）的内容(1) 实现输入电压值的测量；(2) 数码管显示电压数据,准确可靠，误差小；(3) 通过单片机控制程控放大器或者控制继电器改变放大器的反馈电阻来实现毫伏值与伏值自动切换；4. 设计（或研究）方法(1) 利用51系列单片机来作为程序的载体，通过C语言或汇编语言来编制程序对所采集到的数据进行处理和存储； (2) 通过模数转换器件将电压值转化为数字信号； (3) 通过数码管显示数据；5. 实施计划3月30日前，查阅相关资料，收集信息。4月份，绘制原理图，绘制电路板图。5月