基于单片机的数字电压表设计毕业论文答辩ppt(new)

毕业答辩,毕业答辩,题目：基于单片机的数字电压表设计系院名称：物理与电子工程学院专业名称：应用电子技术教育学生姓名：苏培学号：0712020113指导教师：刘桂英（教授）,目录,论题的目的和意义研究的理论基础 采用的主要研究方法 论题的主要观点、价值及不足之处 研究的内容框架 论文的设计思路总设计框图硬件原理图分析与说明设计成果仿真与调试致谢,论题的目的和意义,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，使得人类科技与文明不断的向前发展。而在这其中，电压、电流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，如何准确的测量模拟电压值，一直是电测仪器研究的主要内容。数字电压表是通用仪器中使用较广泛的一种测量仪器，很多电量和非电量经变化后都可以用数字电压表来完成测试。数字电压表简称DVM，它是诸多数字化仪表的核心与基础，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字化形式并加以显示的仪表。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛应用于电子和电工测量、工业自动化仪表、自动测量系统等智能化测量领域，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，采用单片机的数字电压表精度高、抗干扰能力强，显示出其强大的生命力。,本论文设计是以单片机为开发平台，控制系统采用AT89C51单片机的电压测量电路，也就是在单片机控制下完成电压信号的采集，A/D转换器采用ADC0809为主要硬件，先完成5V量程电压表、在此基础上通过改变程序再扩展到255V量程数字电压表的硬件和软件设计，最后在四位共阴极数码管7SEG-MPX4-CC上显示。这种硬件电路设计比较简单，所用元器件也少，经济实惠，而且调节非常方便。本设计实现后可广泛应用于某些学校的电路电子电工实验室，因此本设计具有非常实际的意义。,研究的理论基础,常规的自动化仪器仪表要适应常规自动控制系统的要求，它是以经典控制理论和现代控制理论为基础的，现代控制理论已经发展到智能控制的新阶段，自动化仪器仪表的智能化成为了必然和必须。本论文设计的数字电压表就是在现代自动控制理论下，以单片机理论和数字化理论为重点研究对象，普以LED数码管动态扫描显示理论。而在单片机理论中，要理解单片机最小系统原理，掌握AT89C51芯片的使用方法；在数字化理论中，要理解掌握模数转换原理，熟悉ADC0809的使用功能。最后是掌握LED数码管工作原理，熟悉 Keil uVision3和PROTEUS软件操作的技能。,采用的主要研究方法,1、文献研究法：查阅图书馆中国期刊全文数据库的相关书刊论文资料，为研究做准备；2、实验仿真研究法：通过实验仿真，了解硬件系统中AT89C51、ADC0809芯片的功能以及使用方法3、比较研究法：通过与传统指针式电压表比较，从中突出新型数字电压表的功能和技术4、理论分析法：通过整合文献，用理论的方法分析,论文的主要观点与价值：在电气测量中，电压是一个很重要的参数，如何准确的测量模拟电压值，一直是电测仪器研究的主要内容。目前市场上测量电压的仪表有数字式电压表和指针式电压表两种。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，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。本设计采用先进的单片机技术和模数转换技术，其控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换器采用ADC0809为主要硬件，实现数字电压表的硬件电路与软件设计。最后在在PROTEUS和KEIL UVision3平台上实行仿真，本设计实现后可广泛应用于某些学校的电路电子电工实验室，因此它具有非常实际的意义。 不足之处：由于技术上的缺陷加上时间问题，所设计的两种量程电压表没有做到多路电压的测量，若实现就更好了。 255V量程的电压表中也没有做到多档量程的自动切换，精度和分辨率较5V量程电压表的低；电压表设计的显示偏差，这个可以通过校正ADC0809的基准参考电压来解决，或用软件编程来校正其测量值。,研究的内容框架,1. 数字电压表概述 1.1 数字电压表简介 1.2 数字电压表的基本结构和工作原理 1.3 数字电压表的发展趋势2. 方案论证 2.1 由数字电路和FPGA芯片构建 2.2 由单片机系统和AD转换芯片构建3. 系统芯片选择 3.1 控制芯片AT89C51 3.2 转换芯片ADC0809 3.3 显示芯片7SEG-MPX4-CC4. 硬件电路设计与实现 4.1 系统总体设计框图 4.2 AT89C51单片机最小系统介绍 4.3 A/D接口技术 4.4 7SEG-MPX4-CC(LED)数码管原理及接口 4.5 时钟电路和复位电路 4.6 总硬件原理图5. 软件设计与实现 5.1 汇编语言特点 5.2 开发软件介绍 5.3 程序流程图 5.4 A/D转换子程序流程图 5.5 显示子程序流程图6PROTEUS仿真过程 6.1 5V电压表仿真调试结果及性能分析 6.2 255V电压表仿真调试结果及性能分析,论文的设计思路总设计框图,论文设计思路、系统总的设计框图由以下各部分组成，分别由输入电路、电位比较器控制电路、模数转换电路、时钟和复位电路，单片机控制电路，然后再经电阻排接LED数码管，如图5所示：,硬件原理图分析与说明,下图为系统的硬件原理图：,由电路图可以看出ADC0808转换后的结果通过数据总线由out8-out1接口直接与单片机AT89C51的P1口相连进行数据传送；单片机AT89C51引脚P3.4、P3.5、P3.6控制ADC0808的模拟通道A、B、C的地址，对三个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于模拟通道选择；P3.2口一路接ADC0808的地址锁存输入引脚ALE（高电平有效，低电平无效）和另一路接转换启动信号引脚START（当START上升沿时，所有内部寄存器清零；下降沿时开始进行AD转换，在转换期间，START应保持低电平）；ADC0808的EOC(为转换结束信号引脚，当EOC为高电平时转换结束，低电平时表明正在进行A/D转换)直接与单片机的P3.1脚相接；ADC0808的IN3脚和VREF(-)脚接外电压输入检测电路，ADC0808通过IN3脚采集得来的模拟电压信号经过模数转换后送给单片机，单片机将采集来的信号进行一定的处理后通过串口扩展的四位共阴LED数码管显示采集的电压值。ADC0808的OE脚为转换数据允许输出控制端外接单片机的P3.0口（OE=0，表示禁止输出；OE=1，表示允许输出），AT89C51的P0口外接电阻排与数码管的A、B、C、D、E、F、G、DP相接作为四位共阴LED数码管动态显示的段码控制，P2.0-P2.3四个引脚接数码管的1、2、3、4脚作为四位共阴LED数码管动态显示的位码控制。ADC0808的时钟频率设为500K（Hz）。,设计成果仿真与调试,5V电压表仿真调试结果 本方案实现的数字电压表量程是5V，测量精度可以精确到小数点后两位，由于单片机为8位处理器，当输入电压为5.00 V时，ADC0809输出数据值为255（FFH），单片机最高的数值分辨率只能为0.0196 V（5/255）的原因，还存在着不能满足高精度测量的缺陷，可以通过采用更高位的A/D转换器（采用12位、13位等高于8位的A/D转换器）来进一步改善，得到更加精确的数据。本方案电压表设计的显示偏差，可以通过校正ADC0808的基准参考电压来解决，或用软件编程来校正其测量值。,2. 255V电压表仿真调试结果 通过改变程序，见论文附录中的源程序清单，去掉方括号中的程序剩下的就是255V数字电压表源程序，把它放到Keil uVision3中编译生成.HEX文件再导入原理图中的AT89C51进行仿真，仿真结果如下图所示：,致谢,两个多月的设计时间很快的过去了，在这两个月里我通过学习掌握了许多单片机的相关知识，锻练了自学能力，了解到了一些设计上的方法和技巧。感谢学校给了我们这样一个培养动手能力和自主学习能力的机会，我相信，这