【正文】 RST=H：正處于復(fù)位初始化狀態(tài)； RST=L：正常狀態(tài)。頁地址就是 DD RAM 的行地址，頁地址存儲在 X 地址計數(shù)器中， A2A0 可表示 8 頁，讀寫數(shù)據(jù)對頁地址沒有影響，除本指令可改變頁地址外，復(fù)位信號 (RST)可把頁地址計數(shù)器內(nèi)容清零。 設(shè)置顯示起始行 表 7 顯示起始行設(shè)置 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L H H 行地址（ 063） 功能：執(zhí)行該命令后，所設(shè)置的行將顯示在屏幕的第一行。這個指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 功能 設(shè)定 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=0/1： 4/8 位數(shù)據(jù) RE=1: 擴充指令操作 RE=0: 基本指令操作 設(shè)定CGRAM 地址 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設(shè)定 CGRAM 地址 設(shè)定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設(shè)定 DDRAM 地址（顯示位址） 第一行： 80H－ 87H 第二行： 90H－ 97H 讀取忙標(biāo)志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 讀取忙標(biāo)志 (BF)可以確認(rèn)內(nèi)部動作是否完成 ,同時可以讀出地址計數(shù)器 (AC)的值 寫數(shù)據(jù)到RAM 1 0 數(shù)據(jù) 將數(shù)據(jù) D7——D0 寫入到內(nèi)部的RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 讀出RAM的值 1 1 數(shù)據(jù) 從內(nèi)部 RAM 讀取數(shù)據(jù) D7——D0 (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 由于擴充指令在本文 中應(yīng)用不大，所以這里不再贅述，下面將對 12864 的指令系統(tǒng)簡要描述一下。 表 4 DDRAM 地址 row 1 2 3 4 5 … 14 15 16 line1 80H 81H 82H 83H 84H … 8dH 8eH 8fH line2 0c0H 0c1H 0c2H 0c3H 0c4H … 0cdH 0ceH 0cfH 2） LCD 初始化 從通電開始延時，先經(jīng)過判忙后再進行功能設(shè)置，過一段時間后可以設(shè)制顯示狀態(tài)（如設(shè)制行、位或陣列）再經(jīng)過延時清屏后才可以設(shè)置輸入方式，具體實現(xiàn)過程如圖 14 所示。 圖 13 寫命令字流程圖 1）定義光標(biāo)位置 顯示數(shù)據(jù)的某位，就是把顯示數(shù)據(jù)寫在相應(yīng)的 DDRAM 地址中， DDRAM 地武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 址占 7 位。 1）清零操作是指輸入某命令字后即能將整個屏幕顯示的內(nèi)容全部清除； 2）歸 home 位：將光標(biāo)送到初始位；其中的＊號為任意，高低電平均可； 3）輸入方式：設(shè)光 標(biāo)移動方向并指定整體顯示，是否移動。同時可以保持一段時間，從而實現(xiàn)讀狀態(tài)字的功能。 //100 個采樣點，浮點數(shù)作除法運算 AdRms = sqrt(AdRms)。 } else { AdMidRms = (double) (Ad_adjustadbuffer[i1]) 。在數(shù)字系統(tǒng)中，上述計算 公式應(yīng)該校正為 : ??? NRM S NV 1i 2 iv1 ）（ （ 11） 其中： VRMS 是被測量信號的真有效值， N 是每周期采樣點數(shù)， v(i)是被測信號瞬時采樣的數(shù)字量。 } 而峰峰值可以由最大值減去最小 值得出，即為 Ad_MaxAd_Min 平均值的計算 平均值即是電壓信號中直流分量，實現(xiàn)源碼如下： 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 AdAverage += adbuffer[i1]?？蛇x的 的 ADC 參考電壓源。因為 在外部 AD 與單片機之間通信 過程中會帶來干攏信號，而且不利于快速開發(fā)。按鍵電路共運用了四個按鍵，分別與單片機的 PC4~PC7相連，其作用主要是為了使 LCD1602 液晶屏顯示電壓的大小和種類（如有效值、平均值 、峰峰值等）。當(dāng) RS 為高電平時，表示 DB7~DB0為顯示數(shù)據(jù)，當(dāng) RS為低電平時，表示 DB7~DB0為顯示指令數(shù)據(jù)。 LCD12864的電源端和接地端分別接 +5V 電源和接地。（需要注意：二 進制的高低有效位順序與行號對應(yīng)關(guān)系因不同商家而不同）存放一個顯示塊的 RAM 區(qū)稱為存儲頁。（少數(shù)廠商為了簡化用戶設(shè)計，在模塊中增加譯碼電路，使得 128*64液晶屏就是一個整屏，只需一個片選信號。512*8 bits RAM 中某個存儲單元的地址由頁地址（ Xpage,0~7 ）和列地 址（ Yaddress,0~63）確定。存儲這些點陣信息的 RAM 被稱為顯示數(shù)據(jù)存儲器。而此處采用 LCD12864 顯示屏的主要作用是顯示輸出的電壓信號的波形變化曲線。 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器 (CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，每一個字符都有一個固定的代碼。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 E：數(shù)據(jù)讀寫操 作控制位， E 線向 LCD 模塊發(fā)送一個脈沖， LCD 模塊與單片機間將進行一次數(shù)據(jù)交換。LCD1602 可以顯示 2 行 16 個漢字。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字 符。當(dāng)測量端子輸入的電壓為 0V，經(jīng)過模擬電路轉(zhuǎn)換后，在理想情況下， ADC 輸入端口的電壓為 0+=,即 AVR 單片機自帶10 位精度的 AD 轉(zhuǎn)換完后的數(shù)值為 512。該電路的作用是將輸入的交流信號升高一個固定且恒定的電壓值 Vref。繼電器的動作由單片機控制。故輸入的電壓信號必須小于 。 模擬信號調(diào)理電路 這個模塊主要分為兩個部分：衰減及量程切換電路和輸入的電壓信號遷移電路。上電后，由于電容 C1 的充電和反相門的作用，使 RST 持續(xù)一段時間的高電平。10） pF，石英晶體選擇 6MHz 或 12MHz都可以。在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外接晶體振蕩器或者陶瓷諧振蕩器，構(gòu)成內(nèi)部振蕩方式?？刂颇K采用的是 AVR 單片機 ATMEGA128，其對于多量程電路的測量有著不可比擬的性價比，而且操作簡單。 20V(直流 ,交流均可測 )，使用 1602LCD 液晶模塊顯示各種要測的參數(shù)，可以顯示一任意周期性的電壓信號中的最大值，最小值，平均值及有效值， 并用點陣型液晶 12864 顯示輸入的電壓信號的波形變化曲線。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件的設(shè)計框圖如圖 2 所示。用單片機對控制端進行控制，實現(xiàn)不同量程的轉(zhuǎn)換。 量程轉(zhuǎn)換模塊的選擇 在量程轉(zhuǎn)換方案設(shè)計中，主要有 3 中方案可供選擇。 本系統(tǒng)顯示部分用的是 LCD1602 液晶模塊和 12864 點陣型液晶顯示模塊，采用一個 162 的字符型液晶顯示模塊 ，體積小，功耗低，可顯示 192 種字符，可自編 8 種字符，指令功能強，可組合成各種輸入、顯示、移位方式以滿足不同的要求，接口簡單方便，可靠性高等優(yōu)點，使用 1602LCD 液晶模塊顯示各種要測的參數(shù)，可以顯示一任意周期性的電壓信號中的最大值 ,最小值 ,平均值及有效值，并用點陣型液晶 12864 顯示輸入的電壓信號的波形變化曲線?？蛇x的 的 ADC 參考電壓源。而且不利于快速開發(fā)。采樣得到數(shù)據(jù)，然后通過其與單片之間的接口將數(shù)據(jù)傳送給單片機。 方案二：選用 AVR 系列單片機。 51 系列單片機目前得到廣泛使用，如 89S51 它除了 89C51 所具有的優(yōu)點外，還具有可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。 然后再將處理完成的信號送入到 ATMEGA128 單片機內(nèi)部自帶的 AD 轉(zhuǎn)換器武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 中去，啟動 AD 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號數(shù)據(jù)送入到單片機中。還有采用直接對交流信號進行整流的方法來實現(xiàn)直流變換的，價格便宜，但是精度更低，很難滿足實際應(yīng)用中的要求。 圖 1 數(shù)字電壓表整體方案結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)設(shè)計需要基于自動控制原理，實現(xiàn)電壓量程的自動切換、數(shù)據(jù)采樣、電壓顯示等功能。 本文分為以下幾個章節(jié)來詳細介紹： （ 1） 第 1 章：緒論，論述了 本設(shè)計的目的意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、本文研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)的安排等； 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 （ 2） 第 2 章：數(shù)字電壓表系統(tǒng)的設(shè)計方案，分塊介紹數(shù)字電壓表的方案設(shè)計； （ 3） 第 3 章：數(shù)字電壓表系統(tǒng)硬件設(shè)計，分別介紹數(shù)字電壓表各個模塊的硬件設(shè)計，使用 proteus 軟件繪制硬件電路圖； （ 4） 第 4 章：系統(tǒng)軟件的設(shè)計，運用 C 語言對單片機進行編程； （ 5） 第 5 章：系統(tǒng)的仿真及調(diào)試。 在電量的測量中，電壓，電流和頻率是最基本的三個被測量，其中電壓量的測量最經(jīng)常。 如今，數(shù)字電壓表已經(jīng)絕大部分取代了傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表，因為傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一，精度低，讀數(shù)的時候非常不方 便還經(jīng)常出錯，而采用單片機的數(shù)字電壓表由于測量精度高，速度快，讀數(shù)時也非常方便，抗干擾能力強，可擴展性強等優(yōu)點已被廣泛應(yīng)用與電子和電工測量，工業(yè)自動化儀表，自動測量系統(tǒng)等領(lǐng)域。 國內(nèi)外數(shù)字電壓表的發(fā)展及現(xiàn)狀 數(shù)字電壓表出現(xiàn)在上世紀(jì) 50 年代初， 60 年代末發(fā)張起來的電壓測量儀表，簡稱 DVM，它采用的是數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量，也就是連續(xù)的電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)的數(shù)字量，加以數(shù)字處理然后通過顯示器件顯示。液晶顯示數(shù)字電壓表是將連續(xù)的模擬量，如直流電壓，轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的離散的數(shù)字形式，并在液晶顯示器上顯示出來，這有別于傳統(tǒng)的以指針加刻度盤進行讀數(shù)的方法，避免了讀數(shù)的視差和視覺疲勞?，F(xiàn)場實驗顯示，該液晶顯示數(shù)字電壓表具有轉(zhuǎn)換速度快、可靠性高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，具有很好的使用價值 。t meet the needs of the digital age, uses the monolithic digital voltmeter, high precision, strong antiinterference, extensibility, integration is convenient, still can and PC for realtime munication, etc. At present, by all sorts of single piece of A/D converter in the position of the digital voltmeter, has been widely used in the electronics and electrical measurement, industrial automation instrument, automatic test system, intelligent measurement field, show strong vitality. At the same time, the expansion of DVM into general and special digital instruments, the power and the power measurement technology to a new level. It is based on the thought of our design of the digital voltmeter is based on single chip microputer AVR a voltage signal sampling system, this design uses the AVR single chip microputer to own AD internal the input voltage converter low frequency signal sampling, sampling data stored in the single chip, using the corresponding algorithm for the input voltage signal of the maximum and minimum values, the average and effective value. Measurement range 0 ~ 177。 正是基于這種思想，我們設(shè)計的可視化數(shù)字電壓表是基于 AVR 單片機的一種電壓信號采樣測量系統(tǒng)，該設(shè)計采用 AVR 單片機內(nèi)部自帶的 AD 轉(zhuǎn)換器對輸入的低頻電壓信號進行采樣，采樣的數(shù)據(jù)存放單片機中，利用相應(yīng)的算法求出輸入電壓信號的最大值，最小值， 平均值及有效值。 按鍵電路設(shè)計 ............................................................................................................. 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .....................................................................