【正文】 RST=H：正處于復位初始化狀態(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 地址計數器中， A2A0 可表示 8 頁，讀寫數據對頁地址沒有影響，除本指令可改變頁地址外，復位信號 (RST)可把頁地址計數器內容清零。 設置顯示起始行 表 7 顯示起始行設置 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，所設置的行將顯示在屏幕的第一行。這個指令不改變 DDRAM 的內容 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 22 功能 設定 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=0/1： 4/8 位數據 RE=1: 擴充指令操作 RE=0: 基本指令操作 設定CGRAM 地址 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設定 CGRAM 地址 設定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設定 DDRAM 地址（顯示位址） 第一行： 80H－ 87H 第二行： 90H－ 97H 讀取忙標志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 讀取忙標志 (BF)可以確認內部動作是否完成 ,同時可以讀出地址計數器 (AC)的值 寫數據到RAM 1 0 數據 將數據 D7——D0 寫入到內部的RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 讀出RAM的值 1 1 數據 從內部 RAM 讀取數據 D7——D0 (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 由于擴充指令在本文 中應用不大，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，先經過判忙后再進行功能設置，過一段時間后可以設制顯示狀態(tài)（如設制行、位或陣列）再經過延時清屏后才可以設置輸入方式，具體實現過程如圖 14 所示。 圖 13 寫命令字流程圖 1）定義光標位置 顯示數據的某位，就是把顯示數據寫在相應的 DDRAM 地址中， DDRAM 地武漢理工大學畢業(yè)設計（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容全部清除； 2）歸 home 位：將光標送到初始位；其中的＊號為任意，高低電平均可； 3）輸入方式：設光 標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，從而實現讀狀態(tài)字的功能。 //100 個采樣點，浮點數作除法運算 AdRms = sqrt(AdRms)。 } else { AdMidRms = (double) (Ad_adjustadbuffer[i1]) 。在數字系統(tǒng)中，上述計算 公式應該校正為 : ??? 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， v(i)是被測信號瞬時采樣的數字量。 } 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，實現源碼如下： 武漢理工大學畢業(yè)設計（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 RS 為高電平時，表示 DB7~DB0為顯示數據，當 RS為低電平時，表示 DB7~DB0為顯示指令數據。 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關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。（少數廠商為了簡化用戶設計，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 被稱為顯示數據存儲器。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 液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器 (CGROM)已經存儲了 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。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 11 E：數據讀寫操 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據交換。LCD1602 可以顯示 2 行 16個漢字。字符顯示是根據需要顯示基本字 符。當測量端子輸入的電壓為 0V，經過模擬電路轉換后，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轉換完后的數值為 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，構成內部振蕩方式。控制模塊采用的是 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，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。 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 7 3 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)硬件的設計框圖如圖 2 所示。用單片機對控制端進行控制，實現不同量程的轉換。 量程轉換模塊的選擇 在量程轉換方案設計中，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，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)。采樣得到數據，然后通過其與單片之間的接口將數據傳送給單片機。 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，這讓調試變得方便。 然后再將處理完成的信號送入到 ATMEGA128 單片機內部自帶的 AD 轉換器武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 5 中去，啟動 AD轉換器進行轉換，將其轉換得到的數字信號數據送入到單片機中。還有采用直接對交流信號進行整流的方法來實現直流變換的，價格便宜，但是精度更低，很難滿足實際應用中的要求。 圖 1 數字電壓表整體方案結構圖 系統(tǒng)設計需要基于自動控制原理，實現電壓量程的自動切換、數據采樣、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 本設計的目的意義、國內外研究現狀、本文研究內容及論文結構的安排等； 武漢理工大學畢業(yè)設計（論文） 3 （ 2） 第 2 章：數字電壓表系統(tǒng)的設計方案，分塊介紹數字電壓表的方案設計； （ 3） 第 3 章：數字電壓表系統(tǒng)硬件設計，分別介紹數字電壓表各個模塊的硬件設計，使用 proteus 軟件繪制硬件電路圖； （ 4） 第 4 章：系統(tǒng)軟件的設計，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常。 如今，數字電壓表已經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，讀數的時候非常不方 便還經常出錯，而采用單片機的數字電壓表由于測量精度高，速度快，讀數時也非常方便，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)等領域。 國內外數字電壓表的發(fā)展及現狀 數字電壓表出現在上世紀 50年代初， 60年代末發(fā)張起來的電壓測量儀表，簡稱 DVM，它采用的是數字化測量技術，把連續(xù)的模擬量，也就是連續(xù)的電壓值轉變?yōu)椴贿B續(xù)的數字量，加以數字處理然后通過顯示器件顯示。液晶顯示數字電壓表是將連續(xù)的模擬量，如直流電壓，轉換成不連續(xù)的離散的數字形式，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的方法，避免了讀數的視差和視覺疲勞?，F場實驗顯示，該液晶顯示數字電壓表具有轉換速度快、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，我們設計的可視化數字電壓表是基于 AVR 單片機的一種電壓信號采樣測量系統(tǒng)，該設計采用 AVR 單片機內部自帶的 AD 轉換器對輸入的低頻電壓信號進行采樣，采樣的數據存放單片機中，利用相應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。 按鍵電路設計 ............................................................................................................. 13 4 系統(tǒng)軟件設計 ..............................................................................