数字电压表的课程设计

1、内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书题 目：数字电压表学生姓名：薛敏杰学 号：0967112205专 业：测控技术与仪器班 级：2009-2指导教师：左鸿飞摘要 数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。它显示清晰直观，读数准确，先进的数显技术，大大减少了因人为因素所造成的测量误差事件。他标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。本论文重点介绍单片机、A/D转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。该设计主要以单片机为开发平台，设计数字电压表，同时兼有环境温度的测量功能。其控制系统采用STC89C52RC单片机，A/D转换采用ADC0832，其转

2、换速度很快；显示模块采用1602液晶显示器。同时该数字电压转换主要由芯片ADC0832 A/D来完成，负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。据处理则由芯片STC89C52 来完成，其负责把ADC0832送来的数字量经过一定的数据处理，相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0832芯片工作。该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。关键词：数字电压表;单片机；A/D 转换；ADC0832； DS18B20； 1 数字电压表概述11.1数字电压表特点11.2数字电压表的发展趋势22总体方案设计32.1 数字电压表设计要求32

3、.2 数字电压表设计思想33. 硬件设计43.1 单片机外围电路的设计43.2 A/D 转换模块73.3 LCD液晶显示模块84.软件设计104.1数字电压表系统软件设计方案确定104.2 电压读取模块的设计114.3 温度读取模块的设计114.4 显示模块的程序设计124.5 定时中断134.6 仿真调试145总结16参考文献17附录A18附录B201 数字电压表概述1.1 数字电压表特点1.2数字电压表的发展趋势2 总体方案设计2.1 数字电压表设计要求LCD1602显示2.2 数字电压表设计思想3. 硬件设计3.1单片机外围电路的设计STC89C52RC图3.3 复位电路硬件设计原理图

4、4）串口电路：单片机串口下载电路原理图，如图3.4所示图3.4 串口下载电路原理图3.2A/D 转换模块图3.5 ADC0832硬件连接原理图3.3LCD液晶显示模块该模块设计的液晶显示器的数据端口连接在了单片机的P0口，而控制端RS、RW、EN分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2。电源为直流5V电源。LCD1602液晶显示屏如下图3.6所示，硬件电路如图3.7所示。图3.6 LCD1602液晶显示屏图3.7 1602液晶显示硬件原理图4.软件设计4.1数字电压表系统软件设计方案确定根据设计要求，系统所要完成的功能设计出如图4.1所示的功能模块图4.1数字电压表软件设计模块整个系统软件设

5、计分为俩部分，作为主控的PC端的软件设计和作为数据采集转换的单片机终端设计。系统采用模块化编程，将各个部分功能分别实现，主要的功能程序有：电压读取模块、温度读取模块、显示模块、及中断子程序。主程序流程图如图4.2所示。 图4.2 主程序流程图4.2 电压读取模块的设计电压读取模块任务由getvoltage()函数完成，要完成的任务有自动改变程控放大器的增益、读取ADC0832模数转换后得到的数据、标度变换和生成显示缓存。如图4.3所示。图4.3 电压读取模块程序流程图4.3 温度读取模块的设计温度读取模块任务由read_temperature()函数完成，流程图如图4.3。图4.3 温度读取模

6、块程序流程图4.4 显示模块的程序设计根据设计要求，设计两个变量，变量lock用于指定是否锁定显示，变量flag用于指定显示模式，即只是显示电压还是同时显示电压与温度值。流程图如图4.4。图4.4 显示模块流程图4.5 定时中断在程序运行中，定时中断的任务是实现定时扫描按键，并判断按键是否是长按。然后根据结果更改相关的显示标志。程序流程图如图4.5所示。图4.5 中断程序流程图4.6仿真调试如图4.6和4.7即为我们在proteus中搭建的硬件连接原理图和测量结果。图4.6 在proteus中搭建的硬件环境图4.7仿真时测量的电压就是从电位器上取出的电压5总结时光飞逝，转眼间，本次课程设计就接

7、近尾声了，经过一段时间的不懈努力，我们终于完成了这次课程设计的任务要求。由于是初次尝试动手设计电路，以及经验的匮乏，难免遇到很多困难，如果没有老师的督促指导以及同学们的支持，很难顺利的完成此次课程设计。从开始审题到论文的顺利完成，都离不开老师、同学、朋友给以的帮助，在这里请接受我的谢意！首先，在本次课程设计的过程中，从审题、构思、资料查找到最后定稿的各个环节，使我对以前学习的课程多方面知识有了深刻的认识，在论文的形成过程中通过左老师不断的给我提供不少意见，提出一些重要的可行的建议。在他们的建议下，使我们的论文内容更加完善充实，再次表示由衷的感谢！ 最后，本次设计让我充分认识到自己的空想与实践的

8、差别，认识莫眼高手低，莫闭门造车，知识都在不断更新和流动之中，而扎实的基础是一切创造的源泉，只有从本质上理解了原理，才能更好的于疑途寻求柳暗花明，实现在科学界的美好畅游和寻得创造的快乐。参考文献1 徐爱钧 智能化测量控制仪表原理与设计M 北京： 北京航空航天大学出版社， 2004，56-1232 李光飞，楼然苗单片机课程设计实例指导M 北京：北京航空航天大学出 版社，2004，1-123 余永权ATMEL89 系列单片机应用技术M北京:北京航空航天大学出版社， 2002，103-1104 杨文龙 单片机原理及应用M 西安：西安电子科技大学出版社， 1998， 62-805 黄继昌电子元器件应用手册M北京：人民邮电出版社，2004，165-2046 阎石数字电子技术基础M北京：高等教育出版社，1998，475-4907 尹雪飞,陈克安. 集成电路速查大全M西安：西安电子科技大学出版社,2002 8 何立民. 单片机应用系统设计M北京：北京航空航天大学出版社，19959 张凯等. MCS-51单片机综合系统及其设计开发M 科学出版社，199610 杨文龙. 单片机原理及应用M 电子科技大学出版社