基于單片機(jī)的直流數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)(已修改)
2025-07-02 02:04 本頁(yè)面
【正文】 常用電子設(shè)備維護(hù)實(shí)踐實(shí)習(xí)報(bào)告 學(xué)院：信息學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：電信101班 姓名：黃致偉 學(xué)號(hào)：3100718122 設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的直流電壓表的設(shè)計(jì) 目錄目錄 11 題目名 22 功能和技術(shù)指標(biāo)要求 23 國(guó)內(nèi)外相關(guān)情況概述 3 數(shù)字電壓表簡(jiǎn)介 3 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 34 技術(shù)方案 4 檢測(cè)的基本原理 4 總體技術(shù)方案 45 硬件設(shè)計(jì) 5 各模塊電路介紹 5 單片機(jī)模塊 5 A/D轉(zhuǎn)換電路模塊 6 A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇 6 ADC0809工作原理 7 ADC0809與單片機(jī)的接口方法 8 顯示電路模塊 9 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)： 9 引腳功能說(shuō)明 10...... ..................................................10 晶振電路模塊 11..............................................................10................ 10......... 116 總體電路原理圖 147 PCB圖： 158 軟件設(shè)計(jì) 16 主程序設(shè)計(jì) 16 AD轉(zhuǎn)換子程序 17 顯示子程序 189 硬件調(diào)試 19 調(diào)試步驟 19 可能出現(xiàn)的問(wèn)題解答 1910 軟件調(diào)試 1911 顯示結(jié)果及誤差分析 20 顯示結(jié)果 22 誤差分析 2312 實(shí)習(xí)總結(jié)： 2413 基于單片機(jī)的直流數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)C51源程序 2514 參考文獻(xiàn) 321 題目名 基于單片機(jī)的直流電壓表的設(shè)計(jì)2 功能和技術(shù)指標(biāo)要求（1）能夠測(cè)試負(fù)載的直流電壓值1V30VDC（2）能用LCD1602顯示電壓值（3）測(cè)量精度達(dá)為177。1%（4）自制直流穩(wěn)壓電源（5）系統(tǒng)具備復(fù)位功能3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)情況概述 數(shù)字電壓表簡(jiǎn)介 數(shù)字電壓表簡(jiǎn)稱DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)的電壓表。從性能來(lái)看：數(shù)字電壓表的發(fā)展從一九五二年美國(guó)NLS公司由四位電子管數(shù)字電壓表精度千分之一到現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)8位數(shù)字電壓表。參數(shù)可測(cè)量直流電壓、交流電壓、電流、阻抗等。測(cè)量自動(dòng)化程度不斷提高，可以和計(jì)算機(jī)配合顯示、計(jì)算結(jié)果、然后打印出來(lái)。目前世界上美國(guó)FLUKE公司，在直流和低頻交流電量的校準(zhǔn)領(lǐng)域居國(guó)際先進(jìn)水平。例如該公司生產(chǎn)的“4700A”多功能校準(zhǔn)器和“8505”危機(jī)數(shù)字多用電壓表，可用8位顯示，直流精度可達(dá)到177。5/106。帶有A/D變換模式、數(shù)據(jù)輸出接口形式IEEE488。具有比率測(cè)量軟件校準(zhǔn)和有交流電阻、電流選件。還具有高精度電壓校準(zhǔn)器“5400A”、“5200A”、“5450A”等數(shù)字儀表，都是作為一級(jí)計(jì)量站和國(guó)家級(jí)計(jì)量站使用的標(biāo)準(zhǔn)儀表。還有英國(guó)的“7055”數(shù)字電壓表采用脈沖調(diào)制技術(shù)。日本橫河公司的“2501”型采用三次采樣等等在不斷的蓬勃發(fā)展。從發(fā)展過(guò)程來(lái)看：數(shù)字電壓表自1952年問(wèn)世以來(lái)，已有50年多年的發(fā)展史，大致經(jīng)歷了五代產(chǎn)品。第一代產(chǎn)品是20世紀(jì)50年代問(wèn)世的電子管數(shù)字電壓表，第二代產(chǎn)品屬于20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的晶體管數(shù)字電壓表，第三帶產(chǎn)品為20世紀(jì)70年代研制的中、小規(guī)模集成電路的數(shù)字電壓表。今年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼推出有大規(guī)模集成電路（LSI）或超大規(guī)模集成電路（VLSI）構(gòu)成的數(shù)字電壓表、智能數(shù)字電壓表，分別屬于第四代、第五代產(chǎn)品。它們不僅開(kāi)創(chuàng)了電子測(cè)量的先河，更以高準(zhǔn)確度、高可靠性、高分辨力、高性價(jià)比等優(yōu)良特性而受到人民的青睞。 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 數(shù)字電壓表作為電壓表的一個(gè)分支，在近五十年間得到巨大發(fā)展，構(gòu)成數(shù)字電壓表的核心器件已從早期的中小規(guī)模電路跨入到大規(guī)模ASIC(專用集成電路)階段。數(shù)字電壓表涉及的范圍也從傳統(tǒng)的測(cè)量擴(kuò)展至自動(dòng)控制、傳感、通信等領(lǐng)域，展示了廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)電壓表的設(shè)計(jì)思路主要分為：用電流計(jì)和電阻構(gòu)成的電壓表；用中小規(guī)模集成電路構(gòu)成的電壓表；用大規(guī)模ASIC(專用集成電路)構(gòu)成的電壓表。這幾中電壓表設(shè)計(jì)方式各有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，分別適用于幾種特定的應(yīng)用環(huán)境，同時(shí)，也為很多新穎的電壓表的設(shè)計(jì)所借鑒和依據(jù)。近入21世紀(jì)，隨著信息技術(shù)一日千里的發(fā)展，電壓表也必經(jīng)歷從單一測(cè)量向數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制等多功能過(guò)度的這一歷程，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展必將出現(xiàn)智能化技術(shù)。因此，把電壓表和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的智能化電壓表就將成為21世紀(jì)的新課題。目前，數(shù)字化儀器與微處理器取得令人矚目的進(jìn)展，就其技術(shù)背景而言，一個(gè)內(nèi)藏微處理器的儀表意味著計(jì)算機(jī)技術(shù)向儀器儀表的移植，它所具有的軟件功能使儀器呈現(xiàn)出有某種延伸，強(qiáng)化的作用。這相對(duì)于過(guò)去傳統(tǒng)的、純硬件的儀器來(lái)說(shuō)是一種新的突破，其發(fā)展?jié)摿κ志薮螅@已為70年代以來(lái)儀表發(fā)展的歷史所證實(shí)。概括起來(lái)，具有微處理器的儀表具有以下特點(diǎn)：①測(cè)量過(guò)程的軟件控制對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及運(yùn)算的數(shù)據(jù)處理功能是儀表最突出的特點(diǎn)；②在儀器的測(cè)量過(guò)程中綜合了軟件控制及數(shù)據(jù)處理功能，使一機(jī)多用或儀器的多功能化易于實(shí)現(xiàn)，成為這類儀器的又一特點(diǎn)；③以其軟件為主體的智能儀器不僅在使用方便、功能多樣化等方面呈現(xiàn)很大的靈活性。下面從5個(gè)方面闡述新型數(shù)字儀表的發(fā)展趨向。(1)廣泛采用新技術(shù)，不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，新器件的不斷出現(xiàn)。首先是A/D轉(zhuǎn)換器：20世紀(jì)90年代世界各國(guó)相繼研發(fā)了新的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。例如，四斜率A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)（美國(guó)）、余數(shù)再循環(huán)技術(shù)（美國(guó)）、自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)（英國(guó)）、固態(tài)真有效值轉(zhuǎn)換技術(shù)（英國(guó)）、約瑟夫森效應(yīng)基準(zhǔn)源（2個(gè)納米穩(wěn)定度）、智能化專用芯片（80C51系列，荷蘭）等，這些新技術(shù)使數(shù)字電壓表向高準(zhǔn)確度、高可靠性及智能化、低成本方向發(fā)展。另外，集成電路的發(fā)展使電壓表只在外圍配置少量元器件，即可構(gòu)成完整的智能儀表，可以完成儲(chǔ)存、計(jì)算、比較、控制等多項(xiàng)功能。(2)廣泛采用新工藝新一代數(shù)字儀表正朝著標(biāo)準(zhǔn)模塊化的方向發(fā)展。預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，更多的數(shù)字儀表將由標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的模塊所構(gòu)成，給電路設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試和維修帶來(lái)極大方便。(3)多從顯示儀表為徹底解決數(shù)字儀表不便于觀察連續(xù)變化量的技術(shù)難題；“數(shù)字/模擬條
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