【正文】 1 前言 ........................................................................................................................................ 3 電子測量概述 ................................................................................................................ 3 數(shù)字電壓表的特點 ......................................................................................................... 3 單片機的概述 ................................................................................................................ 4 2 系統(tǒng)方案的選擇與論證 ............................................................................................................ 5 功能要求 ....................................................................................................................... 5 系統(tǒng)的總體方案規(guī)劃 ...................................................................................................... 5 各模塊方案選擇與論證 .................................................................................................. 5 控制模塊 .................................................... 5 量程自動轉(zhuǎn)換模塊 ............................................ 6 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ................................................. 6 顯示模塊 .................................................... 7 通信模塊 .................................................... 7 3 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與實現(xiàn) ..................................................................................................... 8 系統(tǒng)的硬件組成部分 ...................................................................................................... 8 主要單元電路設(shè)計 ......................................................................................................... 8 中央控制模塊 ............................................... 8 量程自動轉(zhuǎn)換模塊 ........................................... 9 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 ........................................... 13 顯示模塊 .................................................. 15 通信模塊 .................................................. 15 電源部分 .................................................. 16 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 .................................................................................................................... 17 軟件的總體設(shè)計原理 .................................................................................................... 17 A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計 ........................................... 18 數(shù)字濾波程序設(shè)計 .......................................... 18 量程自動轉(zhuǎn)換的程序設(shè)計 .................................... 20 5 系統(tǒng)調(diào)試及性能分析 ............................................................................................................. 22 調(diào)試與測試 .................................................................................................................. 22 性能分析 ..................................................................................................................... 22 6 結(jié)束語 .................................................................................................................................. 23 設(shè)計總結(jié) ....................................................................................................................... 23 設(shè)計的心得 .................................................................................................................... 23 7 致謝詞 .................................................................................................................................. 24 附錄 ........................................................................................................................................... 25 附錄 1 參考文獻 .................................................................................................................. 25 附錄 2 系統(tǒng)總電路圖 ........................................................................................................... 26 附錄 3 源程序 ..................................................................................................................... 27 3 1 前言 電子測量概述 從 廣義上講，凡是利用電子技術(shù)來進行的測量都可以說是電子測量；從 狹義上來說，電子測量是在電子學(xué)中測量有關(guān)電 量 的量值。利用微機的記憶，存儲，數(shù)學(xué) 運算，邏輯判斷和命令識別等能力，發(fā)展了微機化和自動測試系統(tǒng)。 、分辮力高 指針表的分辮力，是由刻度盤的細(xì)度表達的，刻度盤在一定 條件下無法分得很細(xì)，太細(xì)了視覺分辮也很困難，而數(shù)字顯示的電壓表，目前可以做到從 2（ 1/2）到 10（ 1/2）。這給制造業(yè)帶來了飛躍，不僅儀表小巧而功能齊全，其他如手機、袖珍電腦等也得以誕生。 單片機的概述 單片機就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（ CPU）、存儲器（ ROM、 RAM、 EPROM）和各種輸入、輸出接口，這樣一塊集成電路芯片上具有一臺計算機的屬性，因而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機。例如，仙童公司生產(chǎn)的 F8 單片機，實際上只包括了 8 為 CPU， 64 B RAM 和 2 個并行口。 第三階段：高性能單片機階段。 第四階段： 8 位單片機鞏固發(fā)展及 16 位單片機、 32位單片機推出階段。按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，控制模塊采用 AT89C52 單片機，通過程序來進行電壓、電流的計算等數(shù)據(jù)處理，及其功能控制；量程自動轉(zhuǎn)換模塊包括電壓衰減和 8 個檔位自動換檔，采用純硬件搭建； A/D 轉(zhuǎn)換模塊采用 ADC0809 芯片；顯示模塊采用四個 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示電壓、電流值。對中央處理器的選擇多種多樣，本設(shè)計采用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89S52 系列的單片機作 6 為主控制器。 AT89S52 具有如下特點： 40 個引腳， 8k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 量程自動轉(zhuǎn)換模塊 方案一、采用軟件編程技術(shù)。 考慮到本次設(shè)計所需硬件較少，且所用元器件容易購買，成本低。 方案二、采 用比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器（ ADC1210）。 ADC0809 是 8位逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器。特點：顯示內(nèi)容豐富， 采用數(shù)字式接口，體積小、重量輕，功率消耗小， 但編程復(fù)雜，且成本相對 LED較高。其硬件電路簡單，但同樣的功率驅(qū)動下，顯示亮度不及靜態(tài)顯示，且占用 I/O 口較多。故考慮到本次設(shè)計的需要，只要顯示 4位電壓、電流值，采用