基于单片机的数字电压表的设计

目录TOC\o"1-3"\h\u基于单片机的数字电压表的设计 引言1.1数字电压表简介在电量测量中，电压、电流和频率是最基本的三个测量对象，其中电压测量最为频繁。随着电子技术的发展，经常需要测量高精度电压，因此数字电压表是必不可少的测量仪器。数字电压表（DigitalVoltmeter）英文缩写为DVM，它是一种使用数字测量技术将连续的模拟量转换为不连续和离散的数字形式并进行显示的仪表。传统的指针电压表功能单一、精度低、读取不方便。无法满足数字时代的需求。使用单片机数字电压表，其精度高、抗干扰能力强、可扩展性强、易于集成。目前，由各种单片机A/D转换器组成的数字电压表已广泛应用于电子，电气测量，工业自动化仪器和自动测试系统等智能测量领域，具有强大的生命力。1.2研究背景及现状自1952年数字电压表问世以来,它一直在不断改进和发展。数字电压表的精度从最早的0.1%提高到0.01%至0.005%。另外，数字电压表也从继电器和电子管的形式发展起来。所有固态和集成形式。数字电压表不再是实验室中使用的高价所谓的样品。现在，数字电压表已发展为工厂和矿山广泛使用的所谓低成本模型。在配电盘类型上，还有配电盘可用作指示器。1952年，这家美国公司首先开发了数字电压表，这是最早的数字电压表。该数字电压表将测得的输入电压转换为一个时间间隔，然后使用该时间间隔来驱动脉冲发生器，计数器通过读取脉冲数来工作。其工作方法类似于电流计数器，其特点是直接控制振荡器。1958年，随着电子元件的发展，比较型数字电压表出现在美国。该数字电压表的电路结构相对简单。但是它的缺点是步进开关的旋转速度每步只能达到30ms，因此该数字电压表的响应速度很慢，需要1-3秒钟的测量时间，并且驱动功率大且寿命短。使用簧片继电器或汞继电器的比较DVM在1960年开始出现，它的出现进一步提高了DVM的准确性和速度。增加了近十倍。1964年，取消了步进开关类型的晶体管化和电路小型化。然后在1966年，美国飞兆公司开发了一种双斜率型（也称为积分型）DVM。目前，这类IC构成了便宜的DVM，占了DVM的大部分。自1990年代以来，该仪器一直朝着智能化的方向发展，并且智能度得到了极大的提高。仪器的设计进一步受到微电子技术的影响，DSP芯片的广泛应用极大地提高了仪器的数字信号处理能力，并依靠微处理。处理器的数据和图像处理能力作为主要性能得到了极大提高。美国和欧洲的高精度仪器的发展高于中国。EDA，DSP和其他技术广泛用于仪器仪表的设计中，并依靠其强大的半导体设计和制造能力来制造更先进的仪器。早在上个世纪，英国索拉顿公司就生产了世界上第一个8位数字万用表7081。目前，国外制造商已经发明了各种高精度仪器和仪表，例如Keysight3458A（具有0.05ppmDC）电压传输精度高，高达100,000读数/秒，高达100,000读数/秒等功能，此外还有Fluke（FLUKE）8508A，吉时利（Keithley）2002等。仪表的发展发生了几处变化，第一代是模拟仪表,包括磁电式模拟仪器仪表如伏特表、安培表、功率表和测温表等和电子式模拟仪器如电子示波器、信号发生器等。第二代是数字仪器仪表。第三代是内含微处理器的智能仪器仪表。第四代是虚拟仪器仪表和网络化仪器仪表。仪器正朝着更微型、更高速、更自动、更智能的方向不断发展。1.3研究方法本设计采用软硬件结合的方式，首先在Proteus仿真软件中进行电路设计，然后在Keil中进行软件代码编写，再将程序导入到单片机中，最后进行单片机实物验证。1.4章节安排本设计说明共分6个章节，每个章节的安排如下。第1章首先对数字电压表进行简单介绍，其次介绍数字电压表的发展历程和发展现状，最后介绍研究方法。第2章中阐述系统方案设计的比较选择，具体为控制芯片、A/D转换芯片的选择、显示器件的选择。第3章中主要介绍的是硬件电路的设计。软件设计将在第4章中详细介绍。第5章为仿真电路的整体调试与分析。在第6章中将进行总结和展望。第2章系统方案比较与选择2.1系统主要要求和技术指标2.1.1基本要求1.理解数字电压表的整体结构，设计整体方案2.理解各种AD转换器的原理，选择合适的AD转换器3.设计单路/循环显示切换模块，单路通道选择模块4.研究误差处理技术5.实现数据显示电路6.掌握仿真软件的使用，对设计进行仿真2.1.2技术指标1.能测量0-5V范围内的8路输入电压值2.测量数据能在4位LED数码管上循环/单路显示3.测量最小分辨率为0.02V2.2系统方案本设计采用单片机系统、A/D转换芯片以及显示模块相结合的方案。工作原理是先由A/D转换芯片转换测量数据，再由单片机将测量数据送入显示器件进行显示。该方案较为灵活，可以根据不同的技术指标进行相应的改变，同时可以进行一些拓展。2.2.1单片机的比较选择方案一：：MSP430系列MCU是具有减少指令集（RISC）的16位超低功耗混合信号处理器，于1996年由德州仪器（TI）推向市场。它是一款具有丰富指令的16位MCU。寻址包括7个源操作数寻址和4个目的操作数寻址，简洁的27条核心指令和大量模拟指令。大量的寄存器和片上数据存储器可以参与多种操作。还有高效的表查找处理说明。这些功能确保可以编译高效的源程序。它适用于一些低功耗和高集成度的设计。方案二：stm32f103xx系列使用高性能ARMCoretex-M332位RISC内核，由意法半导体集团设计。工作频率为72MHz，内置高速存储器。具有丰富的增强型I/O端口，并连接到两个APB总线外围设备。方案三：AT89C52是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，它包含4k字节ISP（系统内可编程）闪存只读程序存储器，可以重复写入1000次。该设备使用ATMEL公司制造的高密度非易失性存储技术，与标准MCS-51指令系统和80C51引脚结构兼容。该芯片集成了通用的8位中央处理器和闪存存储单元。由于本设计中单片机的作用是读取A/D转换的数据，控制显示数据，控制单路循环显示，对单片机的性能要求不高，以上单片机均能满足设计要求,而AT89C52相对结构简单，容易上手，而且成本较低，所以本设计选择AT89C52单片机。2.2.2ADC模块的比较选择方案一：ADC0809是一个8位逐次逼近型A/D转换器。它由一个8通道模拟开关，一个A/D转换器，一个地址锁存解码器和一个三态输出锁存器组成。该多通道开关可以选择8个模拟通道，允许8个模拟量分时输入并共享A/D转换器进行转换。三态输出锁存器锁存转换后的数值。方案二：ADC0832是由NS生产的串行接口8位A/D转换器。它通过三线接口连接到单片机。它具有低功耗以及相对较高的性价比。ADC0832是8位分辨率的双通道A/D转换芯片，最高分辨率可以达到256级。该芯片具有双数据输出，可以用作数据验证，具有较快的转换速度和强大的稳定性。由于该设计要求需要测量八路输入电压值，所以选择ADC0809八路通道芯片，又因为ADC0809在proteus中不能进行仿真设计，所以该设计选择了ADC0808转换芯片。2.2.3显示模块的比较选择方案一：LED数码管。LED是利用8只LED管芯按照一定的规则排列起来封装在一起，然后按照一定的规则引出和布局10条外接引脚，这样就构成了一个LED数码管。LED具有耗电低、亮度高、视角大、线路简单、耐震、寿命长而且成本低。方案二：LCD。LCD的结构是在两片平行的玻璃板中间安放液晶盒，下板上安放TFT，上板上安放彩色滤光片，靠反射来自于环境的入射光来进行工作。LCD的功耗很小；厚度薄但能够显示较多的内容；寿命较长。但相对LED成本较高而且接口不方便。综上所述，LED数码管和LCD都可以显示数字，但LCD还可以显示汉字、特殊符号等，而LED数码管不行。但是在显示变量数据时，LED和LCD都需要将数据拆分成一位一位的数，然后把数据一位一位的送入显示。综合设计要求和实际设计中的便利性，该设计采用LED数码管。第3章硬件设计方案3.1总体设计方案主控芯片使用单片机AT89C52，ADC使用ADC0808，显示器件使用LED数码管。硬件整体结构图如图3-1所示。图3-1硬件整体结构图3.2单片机控制系统3.2.1AT89C52介绍本设计所使用的核心芯片是AT89C52。AT89C52是一个电压低、性能好的8位微控制器。其中具有8kbytes的Flash存储器，同时能跟C51系统完全兼容。主要特点：1、兼容MCS51\t"/item/AT89C52/_blank"指令系统2、8KB\t"/item/AT89C52/_blank"FlashROM3、32个双向I/O口4、256*8bit内部\t"/item/AT89C52/_blank"RAM5、3个16位可编程定时/计数器中断6、时钟频率0-24MHz7、2个串行中断8、2个读写中断口线9、2个外部中断源AT89C52引脚和功能如表3-1所示。AT89C52芯片如图3-2所示。表3-1AT89C52主要引脚及其功能管脚功能P0口8位漏极开路型双向I/O口，输入、输出口P1口带内部上拉电阻的8位双向I/O口，输入、接收口，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入和触发输入P2口带内部上拉电阻的8位双向I/O口，输入、输出口P3口带内部上拉电阻的8位双向I/O口，输入、输出口，复用功能RST复位输入XTAL1、XTAL2振荡器输入输出端ALE\t"/item/AT89C52/_blank"地址锁存允许口PSEN程序储存允许口EA外部访问允许口图3-2AT89C52引脚图3.2.2时钟电路单片机系统的基本时钟信号由单片机的晶体振荡器提供。在正常情况下，为了使单片机的各个部分保持同步，单片机的整个系统都将使用晶体。如果MCU提供的时钟频率较高，则MCU的运行速度将更快。在此数字电压表的设计中，所使用的晶体振荡器使用12MHz的频率。3.2.3复位电路复位电路由微控制器的复位引脚RST上的外部电阻器和电容器组成。仅当重置级别持续两个以上的周期时，重置才有效。时间常数的值可以由RC电路计算。系统加电时，RST引脚将显示高电平。高电平的持续时间由电路的RC值确定。因此，在单片机的设计系统中，必须选择适当的RC值，以便可以可靠地复位电路。3.3A/D转换模块3.3.1ADC0808介绍ADC0808是CMOS器件，属于逐次逼近型A/D转换器。该转换器提供一个8通道模拟多路复用器和相应的寻址逻辑。使用此A/D转换器可以直接将0-5V输入的模拟电压信号进行分时转换。在模数转换中，需要考虑各种模数转换芯片的优缺点和设计系统的总体要求。ADC0808芯片与该设计的性能要求非常一致。ADC0808具有8个带锁存控制的模拟开关；易于与各种微控制器接口，可以锁存三态输出，并且输出与TTL兼容；ADC0808的转换时间为128us，转换精度为0.2%，使用+5V单电源供电，而且ADC0808的功耗非常低，约为15mW。3.3.2ADC0808的引脚及特性ADC0808的引脚如图3-3所示，ADC0808的引脚功能如表3-2所示，ADC0808的地址信号与对应选中通道关系如表3-3所示。图3-3ADC0808引脚图表3-2引脚及引脚功能表引脚引脚功能IN0～IN78路模拟量输入端D0～D78位数字量输出端STARTA/D转换启动信号，正脉冲有效ALE地址锁存允许信号，高电平有效OE输出允许信号，高电平有效CLK实时时钟EOC地址锁存允许信号，高电平有效ADDC～ADDA模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。地址信号与选中通道对应关系如表3-3所示。VREF+、VREF-正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压VCC\GND工作电源和地表3-3地址信号与选中通道对应关系ADDCADDBADDA通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN73.3.3ADC0808内部结构图ADC0808的内部结构如图3-4所示。图3-4ADC0808内部结构图3.3.4工作过程先输入3位地址，然后让

ALE=1把地址放入地址锁。在比较器中，地址经译码选择了8路模拟量输入之一。SAR在START的上升沿时复位。A/D转换在START下降沿时启动。EOC信号在一段周期内变成一个低电平，表明转换正在进行。在

A/D转换完成之后，

EOC会变成高电平，表明

A/D转换结束，数据被存储到锁存器中。输出三态门在

OE输入高电平后打开，并将转换的数值传输到数据总线上。3.3.5ADC0808与单片机接口设计ADC0808与单片机电路连接如图3-5所示。ADC0808内部输出电路有三态缓存器，因此ADC0808的8位输出数据线和AT89C52直接连接单片机的P0口。CLOCK口外接时钟信号。ADDC，ADDB，ADDC分别和P2.0，P2.1，P2.2口连接，OE与P3.4口连接，EOC与P3.5口连接，START和ALE与P3.7口连接。ADC0808与单片机的连接电路如图3-5所示。图3-5A/D模块连接电路图3.4LED显示模块3.4.1LED介绍LED是发光二极管的缩写。LED的特点是结构简单、价格便宜。并且LED与单片机接口方便，因此，LED得到了广泛应用，在单片机中使用最多的是七段数码显示器。LED数码管显示器由8个发光二极管组成。其中,7个组成了”8”字型,另一个在右下角,为圆点型,这个圆点型的用做小数点显示。7个”8”字型的通过不同的组合来显示0-9这10个数字。LED数码管的引脚图如图3-6所示。图3-6LED引脚图3.4.2LED数码管的选择LED数码管分为共阳极和共阴极。共阴极是七段LED和小数点LED共用一个GRAND，段选端输入高电平，位选段输入低电平，LED就亮。共阳极是七段LED和小数点LED共用一个VCC，段选端输入低电平，位选段输入高电平，LED就亮。本设计采用了一个共阳极接法的4位数码显示管，其中A、B、C、D、E、F、G是四位数码显示管各段的公共输出端口，1、2、3、4分别是每一位的位数端，而DP是小数点的终端。图3-7是四位LED显示器的引脚图。图3-7数码管图3.4.3LED数码管驱动及译码方式LED数码管驱动有静态显示和动态显示两种方式。静态显示是指每个数码管的段选端各自与八位并行I/O口连接，COM端连接在一起接有效电平。静态显示编程简单，亮度大稳定，但是占用大量I/O口；动态显示是指给个数码管的段选端连在一起并与8位I/O口连接，每个COM端分别于连接各自的I/O口，动态显示可以节约I/O口资源。LED数码管的译码有硬件译码和软件译码两种方式。硬件解码就是要构造一个繁琐的电路来实现显示字符码的转换。软件解码是通过编写软件解码程序，得到要显示的字符的字段码，比较简练且灵活。因此，本设计采用动态显示和软件译码。共阳极数码管的字段码如表3-4所示。表3-4共阳极数码管编码表显示数字共阳极字段码0C0H1F9H2A4H3B0H499H592H682H7F8H880H990H3.4.4显示模块与单片机接口设计四位一体共阳极数码管的段选端与单片机的P1口相连接。单片机的I/O口不能直接驱动LED数码管，因此，数码管的位选端连接四个三极管进行驱动，四个三级管的基极分别于P3.0，P3.1，P3.2，P3.3相连接。显示模块与单片机的连接图如图3-8所示。图3-8显示模块连接图3.5按键模块本设计要求设计单路/循环显示切换模块，单路通道选择模块。因此需要两个按键。按键1控制单路/循环显示切换，按键2控制电路通道选择。当按键1没有按下时，数码管循环显示八路电压量，此时按键2无效；当按键1按下一次时，数码管单路显示，此时按下按键2则通道数加1；再次按下按键1切换为循环显示。按键1和2分别于P2.6和P2.7口连接。按键模块与单片机的连接如图3-9所示。图3-9按键模块连接图软件设计方案4.1软件设计总体方案基于单片机的数字电压表的程序主要划分为四个模块，分别是主程序、A/D转换子程序、显示程序和按键程序。4.2主程序模块主程序首先是进行程序的初始化,然后再调用A/D转换子程序,再调用显示子程序，最后调用按键子程序。主程序如图4-1所示。图4-1主程序图4.3显示子程序模块数码管采用的是软件译码动态扫描的方式。动态扫描既是逐个扫描电路各显示器，虽然在某一时刻只有一个显示器被照亮，但由于时间间隔较短，且人眼具有视觉残余效应，看上去与整个显示器的连续照亮效果相同。因为设计上要求单路/循环显示测量数据，所以数码管的前三位显示测量数据，最后一位显示当前通道。当通道数目发生变化时，

LED重新显示当前通道和测量数据。4.4A/D转换子程序模块A/D转换子程序是对ADC0808的8路模拟输入电压值进行A/D转换，再将转换的数值存入8个相应的存储单元中，A/D转换子程序每隔一定的时间调用一次。A/D转换流程如图4-2所示。图4-2A/D转换流程图4.5按键子程序模块首先设置一个标志位FLAG。初始FLAG=0，当FLAG=0时，显示模块进行循环显示；当按下按键1时，FLAG取反。当FLAG=1时，显示模块进行单路显示。此时，当按下按键2时，通道数加1。再次按下按键1是，FLAG取反变为0，继续循环显示。按键流程如图4-4所示。图4-4按键选择子程序流程图调试分析5.1软件调试软件调试的目的主要是排查错误，这些错误主要包括逻辑和功能性错误，其中有些错误是明确的，有些是隐形的，这些都可以通过仿真逐步发现并纠正。在该设计中，我使用的仿真软件是Keil和Proteus这两个仿真软件。系统电路图的设计和仿真使用了Proteus软件，C语言程序使用了Keil软件，在Keil上进行编写调试并烧入单片机内。。软件调试结果如图5-1所示。图5-1软件调试结果图5.2电路调试与结果误差分析在Proteus中设计完硬件电路，并在Keil中进行代码编写后烧录到单片机后，对电路进行仿真调试。Proteus可以利用仿真功能测试设计的电路是否可以正常工作。硬件电路设计时，在设计数码管显示过程中，开始将数码管的位选公共端直接连接到单片机的I/O口，发现无论怎么编程，数码管都不亮，后来发现单片机的I/O口驱动不了数码管显示，于是设计了三极管驱动电路解决了这个问题。软件编程设计时，首先对单片机进行循环显示编码，发现数码管循环显示的时间间隔不一致，于是修改优化了代码，之后加入按键程序，并不断优化程序。由于单片机AT89C52为8位处理器，当输入电压为5.1V时，ADC0808输出数据值为255（FFH），因此单片机最高的数值分辨率为0.02V。测量数据及处理见表5-1。测量电压与输入电压的对比图如图5-2所示。表5-1数字电压表与“标准”数字电压表对比测试表序号标准电压值/V电压表测量值/V绝对误差/V相对误差10.750.750.00021.000.990.011%0041.501.500.00051.751.740.010.57%62.001.990.010.5%0082.502.480.020.8%93.353.350.000103.503.480.020.57%114.003.990.010.25%124.614.610.000134.754.740.010.21%145.005.000.000图5-2测量电压与标准电压对比图从表中数据可知，绝对误差基本在0.02V以内，这与8位A/D转换器ADC0808所达到的理论误差一致，也符合设计要求；误差的平均值控制在1%以内，属于正常的误差范围，实现了高精度测量的功能。从对比图中可以看出，两条曲线基本重合，本设计完成的数字电压表测量精确，测量精度较高，达到了设计的性能指标。有误差的部分设计的数字电压表所测的值基本比标准电压值小0-0.02V，这个是因为该基于单片机的数字电压表设计时直接用5V的电源当做基准电压，可以通过校准ADC0808的基准电压来改善。第6章总结与展望6.1总结本次设计我通过查阅相关资料以及不断地调试，很好地达到了设计要求和技术指标，能够测量0-5V范围内的8路电压值，同时可以控制循环或者单路在四位LED数码管上显示，最小分辨率也达到了0.02V，误差的平均值控制在了1%以内，实现了较高的精度。加强了查阅文献、技术手册的水平。通过这次设计，我很好地巩固了所学的理论知识，同时学会了如何将理论付诸于实践，达到了理论与实践相结合，综合运用所学知识解决实际问题。这次设计也让我更好地理解数字电压表的整体结构，从而设计可行的方案。同时更好地理解了A/D转换的原理，熟练使用ADC芯片。在整个设计中使用的最多的就是Proteus软件，熟练掌握了该软件的使用，对设计流程有了进一步的认识。最后，在这次设计过程中也发现了自己很多不足的地方，对专业理论知识的了解不够透彻，对仿真软件的使用不够熟练，设计流程不够清晰明确合理，导致在设计过程中走了许多弯路。在设计的完成过程中，综合应用了多门所学的课程，包括了《单片机原理及应用》、《C语言程序设计》、《数字电子技术基础》、《模拟电子技术基础》等课程知识，解决了基于单片机的数字电压表的设计中相关复杂工程问题，具体体现在：基于单片机的数字电压表有多种设计方案，经过深入研究分析和比较选用了此设计方案；本设计涉及了许多方面的技术知识，综合应用了单片机、C语言编程、电子测量技术，数电模电等相关技术，具有一定的综合性，在综合运用各方面技术知识后，完成了本设计；本设计解决了传统的数字的数字电压表的读数不方便、精度低、功能简单等问题；本设计能根据不同的性能要求、测量要求进行扩展，解决了多路电压的测量这一问题。本设计使用仿真设计，节约了成本，同时也到到了设计要求。6.2展望本次设计总体很好地达到了设计要求及技术指标，但也存在一些可以改进的问题。首先，该基于单片机的数字电压表测量的电压值相对标准电压值有一定的误差，是由于A/D转换芯片直接用5V的供电电源作为电压，可以通过校准ADC0808的基准电压来改善。其次该设计的数字电压表无法测量更高精度的电压值，可以通过选用更高精度的A/D转换芯片来改善。最后该数字电压表无法测量更大量程的电压值，可以通过分压法来测量更大量程的电压值。6.3毕业要求指标点达成情况分析毕业设计达成毕业要求指标点情况如表6.1所示。达成情况自评等级5-完全达成；4-达成；3-基本达成；2-未达成；1-完全未达成毕业设计教学大纲的能力指标点本毕业设计对该项能力指标点的具体体现达成情况自评1、工程知识：能将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决电子技术、智能控制、信息通信、系统集成或单位信息化建设等领域的复杂工程问题。本设计用到了C语言编程技术、数字电路技术、模拟电路技术、单片机控制技术、电子测量及数据处理相关专业知识解决基于单片机的数字电压表设计。具体是要深入了解数字电压表的原理和特点，了解单片机的特点功能（3.2，P7-9），了解A/D转换器的工作原理和工作方式（3.3，P9-12），了解LED显示器的显示原理（3.4，P12-14），灵活运用C语言编写程序（4，P16-17），使用电子测量中的误差分析来分析处理测量数据（5.2，P18-19）。42-2能够对复杂工程问题所涉及的内容进行文献检索、整理和研究本设计参考了数篇参考文献，包含了国内外对数字电压表的研究，发现了基于单片机的数字电压表与传统的数字电压表相比有许多优点，传统的数字电压表功能简单、测量精度低、读数不方便，而基于单片机的数字电压表扩展能力强、抗干扰能力强、测量精度高(1.1，P1)。查阅相关资料发现单片机芯片、A/D转换器件、显示器件有多种选择方案（2，P4-6）43-1能根据需求确定设计目标，提出合理的解决方案本设计是基于单片机的数字电压表，其能测量0-5V的8路输入电压，分辨率为0.02V，测量结果在LED上循环或单路显示，LED前三位显示测量数据，第四位显示当前测量通道。硬件电路部分由单片机主控电路、A/D转换电路、LED显示电路、按键选择电路部分组成（3，P7-15）；其中，单片机控制芯片采用AT89C52（2.2.1，P4-5），A/D转换器采用ADC0808（2.2.2，P5），显示采用4位一体共阳极数码管（2.2.3，P5-6）；在按键部分设计两个按键开关，按键一控制循环/单路显示切换，按键二在单路显示时选择测量通道（3.5，P15）。软件程序主要包括主程序部分、显示子程序部分、A/D转换子程序部分、按键子程序部分(4，P16-17)。然后调试分析，判断设计是否达标（5，P18-19）。53-3能够进行系统结构组成设计和参数计算本设计对比了多种设计方案，在符合设计基本要求及技术指标的前提下，选择了合适的设计方案（2，P4-6）；之后对A/D转换模块的芯片的时钟频率进行参数计算以及软件部分的转换数值参数计算。33-4能够集成单元过程进行流程设计，对流程设计方案进行优选，体现创新意识本设计对比了多种设计方案，在符合设计基本要求及技术指标的前提下，选择了合适的设计方案（2，P4-6）；基于设计要求设计电路结构的基础框图，再对电路的细节进行修改优化，对电路图进行仿真建模，然后不断优化各个电路模块的设计，从最开始的只能实现单路测量电压值，到优化后能循环测量8路电压值，之后再加入两个按键开关，实现了能在LED上单路/循环显示测量结果。43-5能够用图纸、报告等形式呈现设计成果本设计说明书在介绍硬件结构图（3.1，P7）、程序流程图（4，P16-17）时，都采用了流程图的形式；在处理测量数据时采用表格进行对比（5.2，P18-19）。47-2能针对实际的工程项目，分析并判断产品周期中可能对人类和环境造成损害的隐患，并对污染源处置方案和安全防范措施做出评价本设计通过仿真软件对基于单片机的数字电压表进行设计，并在软件中进行数据测量对比分析，，过程中不会对人类身心健康造成破坏、损坏，不会造成信息污染，也不会对环境造成污染。59-3能够在多学科背景下的团队中承担团队负责人角色，能组织成员开展工作并发挥管理能力本设计中，运用到多个学科的专业知识，可以更加灵活运用所学过的理论知识，并将所学的知识付诸于实践；当遇到一些难题不能解决时，需要向同学、老师咨询，请求他们帮忙指导，团队中各成员是互帮互助的关系。410-1具有英语听说能力；具备英语专业文献的阅读理解能力，具备一定的国际视野，能在跨文化背景下进行沟通与交流本设计在设计之前查阅了大量资料，其中包括了大量的英文文献资料，了解了国外对于该课题的研究情况，掌握了该课题的研究现状以及发展趋势，为设计方案提供了很好的理论基础。310-2了解电子信息工程专业相关领域的科学技术及发展动态，能与业界同行及社会进行有效沟通与交流设计之初了解了本课题的的研究背景，包括不同单片机芯片的差别，不同A/D转换器的差别，不同显示器件的优缺点等（1.2，2，P1，P4-6）。在设计过程中，关于硬件软件各模块的设计在论坛上查阅了一些专业人士发表的文章。410-3具备撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令的能力通过前期一系列的研究、设计、优化和分析后，图文并茂，总结撰写了题为《基于单片机的数字电压表的设计》的设计文稿，着重展示模块选择（2，P4-6），硬件各模块的设计及工作原理分析（3，P7-15）、软件程序的设计（4，P16-17）、数据处理分析（5，P18-29）。411-2能在工程项目方案设计中考虑时间及成本管理、质量及风险管理、人力资源管理本设计中，采用仿真设计，节约了成本，同时控制了一定的风险，减少了人力资源的使用；在器件的选择进行了成本及质量管理，单片机、A/D转换芯片以及显示器的选择都选择较为合适的器件（2，P4-6）。512-1能认识不断探索和学习的必要性，具有自主学习和终身学习的意识通过本设计，在大量收集资料的过程中我发现学科之间交融性很大，而个人的能力和阅历都相当有限，这就需要我们不断自主学习，找到新的解决方法，借助新兴软件平台，进行多方案对比优化，分析可能产生的一些问题，不断改进设计。412-2掌握自主学习的方法，了解拓展知识和能力的途径，适应发展从开题到设计再到最终的定稿，都离不开时间、精力的分配。本设计在开始初期进行了很好的规划安排。最后很好地完成了预期的结果。在方案选择设计过程中发现了很多论坛上一些专业人士的优秀文章可以学习借鉴。4参考文献[1]康华光.电子技术基础模拟部分[M].北京:高等教育出版社,2005.[2]阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京:高等教育出版社,2005.[3]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M]．北京：电子工业出版社，2002[4]易韦韦.6位半数字程控电压表的研究[D].长沙:国防科技大学,2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