自动判别极性的直流数字电压表设计(附件)【字数：11606】
摘 要相对于传统指针式仪表，数字电压表有着读数简单，精度高等优点。通过单片机与计算机之间的通信，还能将数据直接快捷的记录。本设计采用AT89s52单片机作为本文中数字电压表的控制系统，选用ADC0809为A/D转换电路的芯片，在本设计中，数字电压表电路原理简单明了，元件少并且易得，成本低。本设计数字电压表可以通过直流偏置与转换芯片通道的灵活选择结合数字计算实现自动判别极性，测量-12V到+12V电压，并在四位LED数码管上显示。摘 要 2
目录
ABSTRACT 3
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究的内容 1
1.4 论文的结构 2
1.5 本章小结 3
第二章 系统总体方案设计 4
2.1 系统组成 4
2.2 物料选型 5
2.2.1 处理器的选择 5
2.2.2数/模转换芯片的选型 5
2.2.3 显示模块的选择 6
2.3 本章小结 6
第三章 系统硬件设计 7
3.1 硬件原理框图 7
3.2 硬件电路设计 7
3.2.1 晶振电路设计 7
3.2.2 复位电路设计 8
3.2.4 电源电路设计 9
3.2.5 电压采集电路设计 9
3.2.6 A/D转换电路设计 10
3.2.7 串行通信模块设计 11
3.2.8 蜂鸣器电路设计 12
3.2.9 LED数码管电路设计 12
3.2.10 分频电路 14
3.3 本章小结 14
第四章 系统软件设计 15
4.1 编程软件使用 15
4.2 初始化与主程序设计 16
4.3数模转换芯片ADC0809软件设计 17
4.4 LED数码管显示程序设计 17
4.5 本章小结 18
第五章 系统调试 19
5.1 电路原理图绘制软件使用 19
5.2 程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
序烧录软件使用 22
5.3 软件使用过程中遇到的问题及解决方法 22
5.3 调试结果 23
5.4 本章小结 23
第六章 总 结 24
6.1 论文总结 24
6.1.1 主要工作及结论 24
6.1.2 存在的问题及进一步研究方向 24
6.2 感想 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 引言
上世纪五十年代以来、电子器件和超大规模集成电路的涌现和迅速发展，引领着现代测控方面的革命，尤其是在简单高效的单片机的出现以后。单片机以其便携、高效、低耗的优势，越来越多的出现在各种各样的现代智能综合仪表中，在测量过程中，测量环境，测量工况的复杂性，测量数据的庞大性使得单片机的优势发挥的玲离尽致。
智能综合仪表充分利用单片机集智能，数字，通讯于一身的设计理念，运用智能调控、灵活总线、内存分层次网络、、LED显示，一体化记录仪表、数学仪表、测控仪表与指示仪表功能，具有高信赖性、高测控精度的特点。[2][3]
数字电压表（Digital Voltmeter）是一种智能综合仪表，它简称（DVM），由于电子器件离散的数学特性，电压表把外界连续事变的模拟量（AC/DC电压）转化成离散间断的数字形式并加以显示。由于具有读数直观无误差、测量转换速度快、精度高、分辨率高等特点，数字电压表正在逐渐取代指针式的传统电压表。[4]
1.2 国内外发展现状
数字电压表的前身是美国NLS公司的自动化点位差计，经过五十多年的发展，数字电压无论是在显示的位数上还是显示的速度与精确度都取得了长足的进步；所运用的原理也多种多样。从最初的庞大电子管、继电器器件，到现在的高度集成的集成电路体积越来越小、功能越来越强大。由最开始的单一变量到现在的多变量测量。显示器从最初的指针式到现在的LED或者是液晶。虽然体积在不断下降，但是功能、性价比、可靠性缺爆炸性的增加。
数字电压表伴随着改革开放以来全国各地的建设中，在世界信息爆炸的大好环境下，在我国也是处于一个高速发展的进步。由于核心芯片如微信处理器、数模转换、运放等核心器件掌握在国外手中，我国数字电压表的发展任然受制于他人。为此，我国的数字电压表发展处于一个简单组装的阶段，核心技术发展较为缓慢。为使我国的测量制造的长足进步还需要很长的路要走。[5][6][7]
1.3 研究的内容
设计主要利用AD0809模数转换芯片采集电路采集的电压模拟量转化为数字量以后，将离散过的数据传输到主控芯片上，经过芯片的运算，将电压采集电路带来的系数偏差纠正。程序中将实现电压的量程转换和极性判别，若实时检测到的电压超出所规定范围，则报警，蜂鸣器响。设计中硬件电路部分主要有复位电路、主控电路、模数转换电路、报警电路、电压采集电路、LED数码管显示电路等；软件由数码管显示子程序、主程序、AD转换子程序、中断子程序等组成。
硬件系统设计：
1.最小系统的设计
2.蜂鸣器报警电路的设计
3.AD转换电路的设计
4.四位八段数码管显示电路的设计
5.电压采集电路的设计
软件系统设计：
1.电压数据采集模块
2.AD转换模块
3.数码管显示模块
4.中断延时子程序
1.4 论文的结构
根据设计“自动判别极性的直流数字电压表设计”，论文就分别就硬件部分和软件部分介绍论文。介绍了各个部分的电路原理图和PCB图，给出了设计的主程序流程图，一部分子程序的流程图（汇编程序在附录C中给出），从而完成对整个系统的设计与控制。
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ABSTRACT 3
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究的内容 1
1.4 论文的结构 2
1.5 本章小结 3
第二章 系统总体方案设计 4
2.1 系统组成 4
2.2 物料选型 5
2.2.1 处理器的选择 5
2.2.2数/模转换芯片的选型 5
2.2.3 显示模块的选择 6
2.3 本章小结 6
第三章 系统硬件设计 7
3.1 硬件原理框图 7
3.2 硬件电路设计 7
3.2.1 晶振电路设计 7
3.2.2 复位电路设计 8
3.2.4 电源电路设计 9
3.2.5 电压采集电路设计 9
3.2.6 A/D转换电路设计 10
3.2.7 串行通信模块设计 11
3.2.8 蜂鸣器电路设计 12
3.2.9 LED数码管电路设计 12
3.2.10 分频电路 14
3.3 本章小结 14
第四章 系统软件设计 15
4.1 编程软件使用 15
4.2 初始化与主程序设计 16
4.3数模转换芯片ADC0809软件设计 17
4.4 LED数码管显示程序设计 17
4.5 本章小结 18
第五章 系统调试 19
5.1 电路原理图绘制软件使用 19
5.2 程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
序烧录软件使用 22
5.3 软件使用过程中遇到的问题及解决方法 22
5.3 调试结果 23
5.4 本章小结 23
第六章 总 结 24
6.1 论文总结 24
6.1.1 主要工作及结论 24
6.1.2 存在的问题及进一步研究方向 24
6.2 感想 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 引言
上世纪五十年代以来、电子器件和超大规模集成电路的涌现和迅速发展，引领着现代测控方面的革命，尤其是在简单高效的单片机的出现以后。单片机以其便携、高效、低耗的优势，越来越多的出现在各种各样的现代智能综合仪表中，在测量过程中，测量环境，测量工况的复杂性，测量数据的庞大性使得单片机的优势发挥的玲离尽致。
智能综合仪表充分利用单片机集智能，数字，通讯于一身的设计理念，运用智能调控、灵活总线、内存分层次网络、、LED显示，一体化记录仪表、数学仪表、测控仪表与指示仪表功能，具有高信赖性、高测控精度的特点。[2][3]
数字电压表（Digital Voltmeter）是一种智能综合仪表，它简称（DVM），由于电子器件离散的数学特性，电压表把外界连续事变的模拟量（AC/DC电压）转化成离散间断的数字形式并加以显示。由于具有读数直观无误差、测量转换速度快、精度高、分辨率高等特点，数字电压表正在逐渐取代指针式的传统电压表。[4]
1.2 国内外发展现状
数字电压表的前身是美国NLS公司的自动化点位差计，经过五十多年的发展，数字电压无论是在显示的位数上还是显示的速度与精确度都取得了长足的进步；所运用的原理也多种多样。从最初的庞大电子管、继电器器件，到现在的高度集成的集成电路体积越来越小、功能越来越强大。由最开始的单一变量到现在的多变量测量。显示器从最初的指针式到现在的LED或者是液晶。虽然体积在不断下降，但是功能、性价比、可靠性缺爆炸性的增加。
数字电压表伴随着改革开放以来全国各地的建设中，在世界信息爆炸的大好环境下，在我国也是处于一个高速发展的进步。由于核心芯片如微信处理器、数模转换、运放等核心器件掌握在国外手中，我国数字电压表的发展任然受制于他人。为此，我国的数字电压表发展处于一个简单组装的阶段，核心技术发展较为缓慢。为使我国的测量制造的长足进步还需要很长的路要走。[5][6][7]
1.3 研究的内容
设计主要利用AD0809模数转换芯片采集电路采集的电压模拟量转化为数字量以后，将离散过的数据传输到主控芯片上，经过芯片的运算，将电压采集电路带来的系数偏差纠正。程序中将实现电压的量程转换和极性判别，若实时检测到的电压超出所规定范围，则报警，蜂鸣器响。设计中硬件电路部分主要有复位电路、主控电路、模数转换电路、报警电路、电压采集电路、LED数码管显示电路等；软件由数码管显示子程序、主程序、AD转换子程序、中断子程序等组成。
硬件系统设计：
1.最小系统的设计
2.蜂鸣器报警电路的设计
3.AD转换电路的设计
4.四位八段数码管显示电路的设计
5.电压采集电路的设计
软件系统设计：
1.电压数据采集模块
2.AD转换模块
3.数码管显示模块
4.中断延时子程序
1.4 论文的结构
根据设计“自动判别极性的直流数字电压表设计”，论文就分别就硬件部分和软件部分介绍论文。介绍了各个部分的电路原理图和PCB图，给出了设计的主程序流程图，一部分子程序的流程图（汇编程序在附录C中给出），从而完成对整个系统的设计与控制。
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