暑期實習(xí)報告——數(shù)字電壓表(已修改)
2025-04-23 22:49 本頁面
【正文】 電子實習(xí)報告 數(shù)字電壓表姓名：嚴(yán)宏海學(xué)號：20101003032班級：07510222指導(dǎo)老師：王巍、郝國成、張曉峰、聞?wù)缀?、王國洪、吳讓仲、李杏梅、王瑾中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）機(jī)械與電子信息學(xué)院通信工程專業(yè)2012年6月22日目 錄一、前言……………………………………………………………2二、系統(tǒng)方案的選擇和論證………………………………………………2 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 …………………………………………………………………2 模擬數(shù)據(jù)采集處理模塊 ………………………………………………………2 液晶顯示模塊 …………………………………………………………………3 ACDC轉(zhuǎn)換模塊 ………………………………………………………………3三、 軟件硬件設(shè)計 ……………………………………………………3…………………………………………………………3 …………………………………………………………………4 …………………………………………………………………8四、 測試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析 ………………………………………………… 9…………………………………………………………………………9…………………………………………………………………………9…………………………………………………………………10五、實驗心得……………………………………………………………14六、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………14七、附錄………………………………………………………14一、前言本數(shù)字電壓表可以對直流電源和交流電壓進(jìn)行比較準(zhǔn)確的測量。其中直流部分的測量范圍是020V，分為三個檔位：，2V20V。該直流電壓表的測量電路主要由三個模塊組成：模擬數(shù)據(jù)采集處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊及液晶顯示控制模塊。模擬數(shù)據(jù)的采集處理模塊由模擬電路部分完成。A/D轉(zhuǎn)換模塊主要由芯片ADC0809來完成，它負(fù)責(zé)把采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量再傳送到STC89S51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。顯示模塊是單片機(jī)將處理好的數(shù)據(jù)送到液晶1602進(jìn)行顯示。交流部分的測量范圍是05V，測量的是交流電壓的有效值。該交流電壓表的測量電路由三個模塊構(gòu)成：ACDC轉(zhuǎn)換模塊、電壓補(bǔ)償模塊、直流電壓表測試模塊。其中ACDC轉(zhuǎn)換模塊由AD637完成。電壓補(bǔ)償模塊對AD637的非線性部分進(jìn)行補(bǔ)償，由LM324完成。直流電壓表測試模塊由直流部分完成。二、 系統(tǒng)方案的選擇和論證方案一：用分離元件完成數(shù)據(jù)采集AD轉(zhuǎn)換的功能。該方案由于需要大量的元器件，實現(xiàn)起來比較復(fù)雜，而且精度不易控制。方案二：選則集成芯片ADC0809。ADC0809的采樣頻率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8個單斷模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。由于本實驗要求的測量誤差是=1%,，本設(shè)計采用ADC0809就可以滿足要求。ADC0809的分辨率是1/28，量化間隔為?=滿量程輸入電壓/281，完成一次轉(zhuǎn)換的時間是100us。適合此設(shè)計使用。方案三：采用其他采樣頻率位數(shù)更高的AD轉(zhuǎn)換芯片，如積分型（如TLC7135）、壓頻變換型（如AD650）、調(diào)制型（如AD7705）、并行比較型/串并行比較型（如TLC5510）。這些AD轉(zhuǎn)換芯片各有各的特點。單本實驗只需要采用常用的、性價比高的芯片就可以完成。方案一：不加另外的模擬電路，直接讓ADC0809采集輸入電壓，對于此設(shè)計不可行。因為ADC0809只能對05V的模擬電壓進(jìn)行采樣，而要求對020V的電壓進(jìn)行處理，故淘汰此設(shè)計。方案二：，,220V分別放大25倍，分壓四分之一，將其范圍控制在ADC0809的采集范圍05V內(nèi)，這樣可以避免ADC0809對比較小的電壓和比較大的電壓采樣誤差較大的弊端。所以分壓與放大兩部分電路結(jié)合成功完成數(shù)據(jù)采集處理模塊。所以選擇方案二。方案一：用CD4511進(jìn)行譯碼，四位七段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。因為CD4511可將BCD，碼轉(zhuǎn)換為可以再數(shù)碼管上顯示的數(shù)字，則在單片機(jī)的程序中不需要寫譯碼的程序。由于CD4511譯碼出的數(shù)據(jù)不能顯示小數(shù)點，小數(shù)點的控制仍需在單片機(jī)程序中另外編寫。方案二：用液晶LCD1602，顯示清晰準(zhǔn)確明顯，顯示編程容易控制，可以顯示字母。所以選擇方案二。 ACDC轉(zhuǎn)換模塊采用AD637完成ACDC轉(zhuǎn)換，再配合LM324完成交流轉(zhuǎn)其對應(yīng)的直流有效值的功能，精度較高。三、詳細(xì)軟件硬件設(shè)計 自動調(diào)檔模塊：利用芯片LM324和ADC0809輸入通道并結(jié)合程序?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)擋。保證此模塊輸出到ADC0809的電壓值維持在05V。，,220V分別放大25倍，分壓四分之一。利用運(yùn)算放大器LM324來實現(xiàn)放大功能，通過電阻分壓實現(xiàn)縮小功能。檔位使用的是模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入引腳，程序通過,C B A(C B A代表ADC0809地址編碼中的C B A，C接地)。來控制選通哪一條電路。CBA =000選擇220V檔位，CBA=，CBA=。、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊：ADC0809是將輸入的模擬值轉(zhuǎn)化為8位二進(jìn)制值輸出，也就是對一個模擬量進(jìn)行量化采用逐
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