【正文】 ..................................................................28 167。 顯示模塊 ....................................................................................29 167。 顯示模塊流程圖 ................................................................29 167。 顯示模塊接口設計 ............................................................30 167。 鍵盤輸入模塊 ............................................................................34 167。 鍵盤輸入流程圖 ................................................................34 167。 鍵盤輸入接口 ....................................................................34 167。 報警模塊 ....................................................................................35 167。 LED 燈閃亮模塊 ........................................................................35 167。 字符取模模塊 ............................................................................36 第 5 章 電壓表的調試及性 能分析 ......................................................39 167。 軟件調試 ....................................................................................39 167。 顯示測試結果圖 ........................................................................39 167。 正常狀態(tài)下 .........................................................................39 167。 超壓狀態(tài)下 .........................................................................40 167。 誤差分析及解決方案 ...............................................................41 167。 誤差分析 .............................................................................41 167。 解決方案 .............................................................................41 結 論 ......................................................................................................42 參考文獻 ..................................................................................................43 致 謝 ......................................................................................................43 河南科技 大學本科畢業(yè)設計（論文） 1 前 言 數(shù)字電壓表在生活中應用越來越 廣泛，是一種現(xiàn)代化的電壓測量儀表，簡稱 DVM，它采用的是數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的電壓值轉變?yōu)椴贿B續(xù)的數(shù)字量，加以數(shù)字處理然后再通過顯示器件顯示。 眾所周知，根據測量結果的顯示方式及測量原理不同，電壓測量儀器可分為兩大類：模擬式電壓表 (AVM）和數(shù)字式電壓表（ DVM）。模擬電壓表雖然精度較高，但廣為使用的是數(shù)字電壓表。一方面是由于電子計算機的應用逐漸推廣到系統(tǒng)的自動控制實驗研究的領域，提出了將各種被觀察量或被控制量轉換成數(shù)碼的要求，即為了實時控制及數(shù)據處理的需要；另一方面，也是電子計算機的發(fā)展，帶動了脈沖數(shù)字 電路技術的進步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。所以，數(shù)字化測儀表的產生與發(fā)展與電子計算機的發(fā)展是密切相關的；同時，為革新電子測量中的煩鎖和陳舊方式也催促了它的飛速發(fā)展。 在高速發(fā)展的當今社會，高速信號處理的需求越來越多，由于模擬電壓表響應速度較慢已經不適用與高速信號領域，取而代之的將是數(shù)字電壓表。但數(shù)字電壓表由于存在采樣誤差，精度不是很高。不過目前可以通過技術手段來縮小誤差。使其精度達到與模擬電壓表一樣精確甚至更高。可見將來數(shù)字電壓表必將取代模擬電壓表?，F(xiàn)在有越來越多的數(shù)字測量儀器的出現(xiàn)但原理皆與數(shù)字電壓表 殊途同歸，因此研究數(shù)字電壓表有著很大現(xiàn)實意義。 模擬電壓表在顯示測量值方面精度校準，但 模擬電壓表采用用指針式，里面是磁電或電磁式結構， 多用磁電式電流表作為指示器，并在表盤上刻以電壓刻度， 所以其響應速度較慢， 功能單一，精度低，讀數(shù)的時候也非常不方便，很容易出錯。電子電壓表主要用于測量各種高、低頻信號電壓，它是電子測量中使用最廣泛的儀器之一。其中，電壓量的測量最為經常。采用單片機的數(shù)字電壓表由于測量精度高，速度快，讀數(shù)時也非常的方便，抗干擾能力強，可擴展性強等優(yōu)點已被廣泛的應用于電子及電工的測量，工業(yè)自動化儀表 ，自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，顯示出強大的生命力。而且隨著電子技術的發(fā)展，更是經常需要測量高精度的電壓，由于數(shù)字式電壓表首先河南科技 大學本科畢業(yè)設計（論文） 2 將模擬量經模數(shù)（ A/D）轉換器變成數(shù)字量，然后用電子計數(shù)器計數(shù)，并以十進制數(shù)字顯示被測電壓值。數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高、測量速度快等特點而倍受用戶青睞，數(shù)字式電壓表就是基于這種需求而發(fā)展起來的，是一種必不可少的電子測量儀表。 本課題實現(xiàn)電壓數(shù)字化測量的方法是模 數(shù)（ A/D）轉換的方法。主要研究 基于 ARM9S3C2440 平臺實現(xiàn) AD 轉換，并設計顯 示屏背景 ,在 TFT LCD屏上顯示電壓值及 AD轉換的數(shù)字值，同時超出一定電壓值時具有報警功能，如： LED 燈點亮，蜂鳴器循環(huán)報警，屏幕上方出現(xiàn)紅色警報圖標（正常情況下是綠色）等，以便及時提醒用戶。并且能實現(xiàn)多路測量，用戶可通過按鍵選擇某路測量等多功能的數(shù)字電壓表。 河南科技 大學本科畢業(yè)設計（論文） 3 第 1章 引言 167。 數(shù)字電壓表設計的兩種方案簡介 設計數(shù)字電壓表有多種的設計方法，方案是多種多樣的，由于大規(guī)模集成電路數(shù)字芯片的高速發(fā)展，各種數(shù)字芯片品種多樣，導致對模擬數(shù)據的采集部分的不一致性，進而又使對數(shù)據的處理及 顯示的方式的多樣性。又由于在現(xiàn)實的工作生活中，電壓表的測量測程范圍是比較大的，所以必須要對輸入電壓作分壓處理，而各個數(shù)據處理芯片的處理電壓范圍不同，則各種方案的分段也不同。下面介紹兩種數(shù)字電壓表的設計方案。 167。 由數(shù)字電路和芯片構成 這種設計方案是由模擬電路與數(shù)字電路兩大部分組成，模擬部分包括輸入放大器。 A/D 轉換器和基準電壓源；數(shù)字部分包括計數(shù)器，譯碼器，邏輯控制器，振蕩器和顯示器。其中， A/D 轉換器是它的核心器件，它將輸入的模擬量轉換成數(shù)字量。模擬電路和數(shù)字電路是相互聯(lián)系的，由邏輯控制電路產生控制信號 ，按規(guī)定的時序將 A/D 轉換器中個組模擬開關接通或 4 附錄斷開，保證 A/D 轉換正常進行。 A/D 轉換結果通過計數(shù)譯碼電路變換成段碼，最后驅動顯示器顯示出相應的數(shù)值。此方案設計其優(yōu)點是，設計成本低，能夠滿足一般的電壓測量。但設計不靈活，都是采用純硬件電路，很難將其在原有的基礎上進行擴展。 167。 單片機系統(tǒng)及內置的 A/D 轉換芯片構建 許多的應用電路這種方案是利用單片機系統(tǒng)與模數(shù)轉換芯片，顯示模塊等的結合構建數(shù)字電壓表。由于單片機的發(fā)展已經成熟，利用單片機系統(tǒng)的軟硬件結合，可以組裝出來。 此方案的原理是 arm9 單片機內置 的模數(shù) (A/D)轉換芯片的基準電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基準電壓和被測電壓。模數(shù) (A/D)轉換芯片將被測量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號轉換成相應的數(shù)字信號，然后通過對河南科技 大學本科畢業(yè)設計（論文） 4 單片機系統(tǒng)進行軟件編程，使單片機系統(tǒng)能按規(guī)定的時序來采集這些數(shù)字信號，通過一定的算法計算出被測量電壓的值。 最后單片機系統(tǒng)將計算好了的被測電壓值按一定的時序送入顯示電路模塊加以顯示。 此方案不僅能夠繼承上一種方案的各種優(yōu)點，還能改進上一種設計方案設計不靈活，難與在原基礎上進行功能擴展等不足。 1. 單片機的簡介 單片微型計算機簡 稱單片機，是典型的嵌入式 微控制器 ,常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機，單片機又稱 單片微控制器 ，它不是完成某一個邏輯功能的 芯片 ，而是把一個 計算機系統(tǒng)集成 到一個芯片上。 相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了 I/O 設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。它最早是被用在工業(yè)控制領域。 由于單片機在工業(yè)控制領域的廣泛應用，單片機由芯片內僅有 CPU 的專用 處理器 發(fā)展而來。 最早的設計理念是通過將大量外圍設備和 CPU 集成在一個芯片中，使 計算機系統(tǒng) 更小，更容易集成進復雜的而對體積 要求嚴格的控制設備當中。 2. 單片機的應用領域 目前 單片機 滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。 導彈 的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數(shù)據傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據處理，廣泛使用的各種智能IC 卡 ，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)， 錄像機 、 攝像機 、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。 因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域。 河南科技 大學本科畢業(yè)設計（論文） 5 167。 數(shù)字電壓表的特點 數(shù)字電壓表 (DVM )是將被測的電壓模擬量自動轉換成開關量，然后進行數(shù)字編碼、譯碼，以數(shù)字形式顯示出來的一種結構簡單、工作可靠、靈活性好的電測儀表，它具有如下主要特點 : 1. 工作 可靠，準確度高 :可達到 10^4 數(shù)量級，高測量精度，數(shù)字顯 示，讀數(shù)準確，可消除人為的讀數(shù)誤差。 2. 靈敏度高 :一般可做到 10 微伏至 1 微伏 。 3. 靈活性好：采用多路技術，可通過鍵盤進行通道用戶切換，使用方便用途廣。 4. 測量速度快 :采樣速度一般每秒種為幾十次到上萬次，甚至可達百萬次。 5. 人性化設計：設計了人性化的背景，體現(xiàn)以人為本。 河南科技 大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 第 2章 設計需求 167。 設計目的 通過制作簡易的數(shù)字電壓表，加深對所學專業(yè)知識的認識，提高分析，解決工程實際問題的能力，提高對單片機的應用能力，提高收集文獻，資料的能力，從而達到綜合運用所學的專業(yè)知 識進行電子產品設計，制作與調試的能力。 這個課題的目的和意義在于使自己掌握對數(shù)字電壓表的理解，自己動手設計數(shù)字電壓表，它可以廣泛的應用于電壓測量 , DVM 廣泛應用于測量領域每期測量的準確度和可信度取決于它的主要性能和技術指標。所示我們要學習和掌握如何設計 DVM 就顯得十分重要。 167。 系統(tǒng)設計 本文設計的數(shù)字電壓表主要包括兩部分： 硬件電路的分析 及 軟件程序的編程?；趩纹瑱C的數(shù)字電壓表的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的設計原理及具體實現(xiàn)方案作以詳細介紹。 1． 在硬件電路部分，大致介紹了 數(shù)字電壓表的 設計