單片機(jī)的數(shù)字電壓表論文(已修改)
2025-06-30 07:41 本頁面
【正文】 2009 屆畢業(yè)設(shè)計基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表 姓 名： 李小軍 系 別： 電子信息系 專 業(yè)： 電子信息工程學(xué) 號： 0711030227指導(dǎo)教師： 彭克發(fā) 2009年 11 月 5 日基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表李小軍 重慶電子工程學(xué)院電子信息系 電信072班 重慶沙坪壩摘要：本文介紹一種基于89C52單片機(jī)的一種電壓測量電路,該電路采用TLC1549連續(xù)逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，測量范圍直流05000伏，使用LCD液晶模塊顯示，可以與PC機(jī)進(jìn)行串行通信。正文著重給出了軟硬件系統(tǒng)的各部分電路，介紹了逐次逼近電路的原理，89C52的特點，TLC1549的功能和應(yīng)用，LCD1602的功能和應(yīng)用。該電路設(shè)計新穎、簡潔、功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性強(qiáng)。關(guān)鍵詞：電壓測量，TLC1549，逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器，1602液晶模塊Abstract : The introduction of a costbased 89C52 MCU a voltage measurement circuits, the circuits used TLC1549 highprecision, dualscoring A/D conversion circuits, measuring scope DC 05000 volts, the use of LCD that can be carried out with a PC serial munications. The paper focuses on providing a software and hardware system ponents circuit, introduced double integral circuit theory, 89C52 features TLC1549 functions and applications, LCD1602 functions and applications. the circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Key Words : Digital Voltmeter TLC1549 LCD1602 89C521前言數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便，還可與PC進(jìn)行實時通信。目前，由各種單片A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力。與此同時，由DVM擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。本章重點介紹單片A/D 轉(zhuǎn)換器以及由它們構(gòu)成的基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的工作原理。2 系統(tǒng)原理及基本框圖輸入電路A/D轉(zhuǎn)換89C52單片機(jī)LCD顯示通訊模塊，模擬電壓經(jīng)過檔位切換到不同的分壓電路衰減后，經(jīng)隔離干擾送到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后送到單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理后的數(shù)據(jù)送到LCD中顯示，同時通過串行通訊與上位機(jī)通信。 3硬件設(shè)計 輸入電路 輸入電路的作用是把不同量程的被測的電壓規(guī)范到A/D轉(zhuǎn)換器所要求的電壓值。智能化數(shù)字電壓表所采用10位串行ADC芯片TLC1549，它要求輸入電壓05V。本儀表設(shè)計是05000V電壓，靈敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰減器，、900K、90K、和10K電阻構(gòu)成1/1/100、1/1000的衰減器。衰減輸入電路可由開關(guān)來選擇不同的衰減率，從而切換檔位。為了能讓CPU自動識別檔位。 A/D 轉(zhuǎn)換電路A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度對測量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測量電路性能。A/D有很多種，從電路結(jié)構(gòu)看可分為逐次逼近型、并聯(lián)比較型、雙積分型等。并聯(lián)比較型具有轉(zhuǎn)換速度高的優(yōu)點，但隨著位數(shù)的增加，所使用的元件數(shù)量以幾何級數(shù)上升，使得造價巨增，故應(yīng)用并不廣泛；雙積分型具有精度高的優(yōu)點，但轉(zhuǎn)換速度太低，一般應(yīng)用于非實時控制的高精度數(shù)字儀器儀表中；逐次比較型轉(zhuǎn)換速度雖然不及并聯(lián)比較型，屬于中速ADC，但具有結(jié)構(gòu)簡單的價格優(yōu)勢，在精度上可以達(dá)到一般工業(yè)控制要求，故本設(shè)計采用美國德州儀器公司生產(chǎn)的具有串行控制、連續(xù)逐次逼近型的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC1549。 逐次逼近型轉(zhuǎn)換器的工作原理逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器一般由順序脈沖發(fā)生器、逐次逼近寄存器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電壓比較器等幾部分組成。轉(zhuǎn)換開始前先將所有寄存器清零。開始轉(zhuǎn)換以后，時鐘脈沖首先將寄存器最高位置成1，使輸出數(shù)字為100…0。這個數(shù)碼被數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓，送到比較器中與進(jìn)行比較。若＞ ，說明數(shù)字過大了，故將最高位的1清除；若 ＜ ，說明數(shù)字還不夠大，應(yīng)將最高位的1保留。然后，再按同樣的方式將次高位置成1，并且經(jīng)過比較以后確定這個1是否應(yīng)該保留。這樣逐位比較下去，一直到最低位為止。比較完畢后，寄存器中的狀態(tài)就是所要求的數(shù)字量輸出。可見逐次逼近轉(zhuǎn)換過程與用天平稱量一個未知質(zhì)量的
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