高精度数字电压表的设计【字数：10757】
随着时代的发展及电子科技的进步，基于电子数码的测量成为最受欢迎的测量方法，其中最频繁被测量的就是电压，因为测量一个器件的电压也能最直观反应出它此时的工作状态是否正常，是否符合当初设定要求，但对它们测量的响应速度、精度和稳定性要求越来越高。本文介绍一款用STC89C52单片机为处理器的高精度数字电压测量仪表，它的量程为0~+5V。该高精度数字电压表采用高精度的A/D转换芯片，稳压芯片AMS1117-1.5，由于它可以稳定且精确输出1.5V的基准电压，可以为因负载的变化而导致参考电源不稳或不准的情况提供精确的参考电压，然后依据此时的参考电压计算出真正的负载端电压值，如此这样方式可以使最终测量的电压值更精确，绝对误差不超过0.01，相对误差不超过1%，最后将测得得电压值转化为LCD1602液晶可识别的数据进行显示。
Key words: STC89C52；Digital voltmeter；A/D converter；Analog sign 目录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景及其意义 1
1.2 国内外的研究状况 1
1.3本文的主要研究内容及论文结构安排 2
第二章 方案的设计与论证 4
2.1控制方案的确定 4
2.2控制方式的选择 4
2.2.1 单片机芯片的选择 4
2.2.2 A/D转换芯片的选择 5
2.2.3 显示器件的选择 5
第三章 硬件电路的设计 7
3.1 系统的功能分析及体系结构设计 7
3.1.1 系统功能分析 7
3.1.2 系统总体结构 7
3.2 模块电路的设计 7
3.2.1 STC89C52单片机最小系统电路的设计 7
3.2.2 ADC0809模块电路设计 10
3.2.3 LCD1602模块电路设计 10
3.2.4 AMS1117稳压电路 11
第四章 软件设计 12
4.1 编程语言选择 12
4.2 Keil软件设计思想 12
4.3 软件设计 12
4.3.1 主程序流程图 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.3.2 数据采集子程序 13
4.3.3 数据处理子程序 14
4.3.4 LCD1602显示子程序 14
第五章 系统焊接与调试 16
5.1 硬件电路布线与电路焊接 16
5.2 系统调试 17
5.2.1 系统程序调试 17
5.2.2 硬件测试 17
5.3 数据测试分析 18
结束语 21
参考文献 22
绪论
1.1 课题背景及其意义
数字式仪表(简称DVM)是一种基于自动化技术和电子技术的新型仪表，它能把连续的被测数据自动地转变为断续的测量结果、并以十进制通过数字编码自动显示出来。这是一种新型仪表，它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起。成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支。
目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，此外单单凭借A/D转换得出的电压值还存在不稳定现象，因此数字电压表的发展就着眼在高精度和高稳定这两个方面。
因此对于本课题高精度数字电压表而言，自己动手设计数字电路与Proteus仿真，围绕其高精度和高稳定性，广泛应用于各种行业的基于电压测量而应用的各种仪器有着极其重要的意义。
1.2 国内外的研究状况
数字电压表，简称DVM，首先由美国NLS公司研发出来，一开始只是4位，经过半个世纪的发展与创造，数字电压表的研究有了显著的提高与进步，进而出现了5位、6位显示，到了现阶段已经发展到7位甚至8位数码显示。电压测量也从最初的采用继电器、电子管继而发展伟晶体管、集成电路和微处理器。它的显示仪器也在不断发展，由起初的离子管发展到液晶显示，如下图11所示，发展可谓十分迅速。
/
图11 液晶显示电压表
数字电压表之所以出现并发展非常迅速，首先是因为电子计算机的应用在自动控制信号领域得到极大应用。其次是随着电子计算机的发展从而使脉冲数字电路技术也得到迅猛的进步，诸此原因为数字化电压仪表的发展创造了条件。数字电压表现阶段的发展早已步入成熟。从原理层面，它的种类也由单一到繁多；从功能层面，它所能测量的参数也由一种到多种；从制作层面，已由集成电路所取代，它的高精确度有了极大的提升，测量精度能达到1NV,读取参数的速度可以达几万次每秒，但是价格却越来越亲民。
数字电压表到现如今其设计和深层开发，发展为多种款式。但是对于传统数字电压表它们的特点是在现场做测量，如果要对远程的器件测量其电压而且还要对所测量的数据进行处理,传统的数字电压表就无法胜任。现在新型的基于PC的数字电压表一方面可以完成远程数据测量另一方面也可以对数据进行处理。所以此新型的数字电压表与传统电压表相比有较大的优势，具有良好的开发和应用前景。
1.3本文的主要研究内容及论文结构安排
本文研究的是基于单片机STC89C52数字电压表系统，其精度高、性能稳定、电路简单、响应速度快且性能稳定等特点。此次设计是解决基于AD转换方法检测的电压易随电源电压的波动而波动，造成检测的电压精度不高，为克服这一问题，本课题拟设计一款新颖的高精度数字电压表，可以让测得的电压更加准确，设计的数字电压表可广泛应用于电压高精度测量。
在论文的结构上，本文进行了以下的安排：
第1章 绪论
本章对高精度数字电压表设计的课题背景做了一定的介绍，以及研究这个课题的意义，并且对当前的一些高精度数字电压表的国内外研究状况进行了一定的论述。
第2章 方案的设计与论证
本章内容根据此次设计所要实现的功能，要先确定高精度数字电压表的控制方案，再对其控制方式进行选择，其中包括单片机芯片的选择、A/D转换芯片的选择和显示器件的选择。
第3章 硬件电路的设计
本章对单片机系统的要实现的功能进行分析，对整体的结构进行设计，其中的硬件模块包括STC89C52单片机核心系统电路的设计、ADC0809模块电路的设计、LCD1602液晶显示模块电路设计和AMS1117稳压电路的设计。
Key words: STC89C52；Digital voltmeter；A/D converter；Analog sign 目录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景及其意义 1
1.2 国内外的研究状况 1
1.3本文的主要研究内容及论文结构安排 2
第二章 方案的设计与论证 4
2.1控制方案的确定 4
2.2控制方式的选择 4
2.2.1 单片机芯片的选择 4
2.2.2 A/D转换芯片的选择 5
2.2.3 显示器件的选择 5
第三章 硬件电路的设计 7
3.1 系统的功能分析及体系结构设计 7
3.1.1 系统功能分析 7
3.1.2 系统总体结构 7
3.2 模块电路的设计 7
3.2.1 STC89C52单片机最小系统电路的设计 7
3.2.2 ADC0809模块电路设计 10
3.2.3 LCD1602模块电路设计 10
3.2.4 AMS1117稳压电路 11
第四章 软件设计 12
4.1 编程语言选择 12
4.2 Keil软件设计思想 12
4.3 软件设计 12
4.3.1 主程序流程图 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.3.2 数据采集子程序 13
4.3.3 数据处理子程序 14
4.3.4 LCD1602显示子程序 14
第五章 系统焊接与调试 16
5.1 硬件电路布线与电路焊接 16
5.2 系统调试 17
5.2.1 系统程序调试 17
5.2.2 硬件测试 17
5.3 数据测试分析 18
结束语 21
参考文献 22
绪论
1.1 课题背景及其意义
数字式仪表(简称DVM)是一种基于自动化技术和电子技术的新型仪表，它能把连续的被测数据自动地转变为断续的测量结果、并以十进制通过数字编码自动显示出来。这是一种新型仪表，它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起。成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支。
目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，此外单单凭借A/D转换得出的电压值还存在不稳定现象，因此数字电压表的发展就着眼在高精度和高稳定这两个方面。
因此对于本课题高精度数字电压表而言，自己动手设计数字电路与Proteus仿真，围绕其高精度和高稳定性，广泛应用于各种行业的基于电压测量而应用的各种仪器有着极其重要的意义。
1.2 国内外的研究状况
数字电压表，简称DVM，首先由美国NLS公司研发出来，一开始只是4位，经过半个世纪的发展与创造，数字电压表的研究有了显著的提高与进步，进而出现了5位、6位显示，到了现阶段已经发展到7位甚至8位数码显示。电压测量也从最初的采用继电器、电子管继而发展伟晶体管、集成电路和微处理器。它的显示仪器也在不断发展，由起初的离子管发展到液晶显示，如下图11所示，发展可谓十分迅速。
/
图11 液晶显示电压表
数字电压表之所以出现并发展非常迅速，首先是因为电子计算机的应用在自动控制信号领域得到极大应用。其次是随着电子计算机的发展从而使脉冲数字电路技术也得到迅猛的进步，诸此原因为数字化电压仪表的发展创造了条件。数字电压表现阶段的发展早已步入成熟。从原理层面，它的种类也由单一到繁多；从功能层面，它所能测量的参数也由一种到多种；从制作层面，已由集成电路所取代，它的高精确度有了极大的提升，测量精度能达到1NV,读取参数的速度可以达几万次每秒，但是价格却越来越亲民。
数字电压表到现如今其设计和深层开发，发展为多种款式。但是对于传统数字电压表它们的特点是在现场做测量，如果要对远程的器件测量其电压而且还要对所测量的数据进行处理,传统的数字电压表就无法胜任。现在新型的基于PC的数字电压表一方面可以完成远程数据测量另一方面也可以对数据进行处理。所以此新型的数字电压表与传统电压表相比有较大的优势，具有良好的开发和应用前景。
1.3本文的主要研究内容及论文结构安排
本文研究的是基于单片机STC89C52数字电压表系统，其精度高、性能稳定、电路简单、响应速度快且性能稳定等特点。此次设计是解决基于AD转换方法检测的电压易随电源电压的波动而波动，造成检测的电压精度不高，为克服这一问题，本课题拟设计一款新颖的高精度数字电压表，可以让测得的电压更加准确，设计的数字电压表可广泛应用于电压高精度测量。
在论文的结构上，本文进行了以下的安排：
第1章 绪论
本章对高精度数字电压表设计的课题背景做了一定的介绍，以及研究这个课题的意义，并且对当前的一些高精度数字电压表的国内外研究状况进行了一定的论述。
第2章 方案的设计与论证
本章内容根据此次设计所要实现的功能，要先确定高精度数字电压表的控制方案，再对其控制方式进行选择，其中包括单片机芯片的选择、A/D转换芯片的选择和显示器件的选择。
第3章 硬件电路的设计
本章对单片机系统的要实现的功能进行分析，对整体的结构进行设计，其中的硬件模块包括STC89C52单片机核心系统电路的设计、ADC0809模块电路的设计、LCD1602液晶显示模块电路设计和AMS1117稳压电路的设计。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/392.html
