【正文】 技術難題；“數(shù)字 /模擬條圖”雙顯示儀表已成為國際流 行款式，它兼有數(shù)字儀表準確度高、模擬式儀表便于觀察被測量的變化過程及變化趨勢這兩大優(yōu)點。預計在不久的將來，更多的數(shù)字儀表將由標準化、通用 化、系列化的模塊所構成，給電路設計、安裝調試和維修帶來極大方便。 (2)廣泛采用新工藝 。如 四斜率 A/D 轉換技術 、 余數(shù)再循環(huán)技術、自 動校準技術、固態(tài)真有效值轉換技術 、約瑟夫森效應基準源 、智能化專用芯片 等，這些新技術使數(shù)字電壓表向高準確度、高可靠性及智能化、低成本方向發(fā)展。 隨著科學技術的發(fā)展，新技術的廣泛應用，新器件的不斷出現(xiàn)。 在現(xiàn)代電子科技的高速發(fā)展過程中，微型化、集成化、高密度化以及設備的高精度化已經(jīng)成為一種長期的趨勢，這就要求我們力求使用更精確的設備。還有英國的 7055 數(shù)字電壓表采用脈沖調寬技術 。 比 如該公司生產的“ 4700A”多北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 2 功能校準器和“ 8505”微機數(shù)字多用電壓表，可用 8位顯示，直流精度可達到十百萬分之五，讀數(shù)分辨力 0． 1pV，帶有 A/D 轉換模式、數(shù)據(jù)輸出接口型 IEEE488，具有比率測量軟件校準和有交流電阻、電流選件。由于 測量自動化程度不斷提高，數(shù)字電壓表 還 可以和 PC機相結合，實現(xiàn)遠程測量 和對數(shù)據(jù)的傳輸處理等功能。 較之以往 傳統(tǒng) 的 電壓表 更加 靈活 便捷 ， 傳統(tǒng)電壓表 系統(tǒng)功能固定，難以更新擴展 ，而這些缺點在新型數(shù)字電壓表上面都已被克服。 基于 單片機（ Microcontoller） 控制的數(shù)字電壓表 ，以單片機和 A/D 轉換器為主要元件 ， 構成了 數(shù)字電壓表的 主 要 硬件電路。另外，由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高、測量速度快等特點而倍受 人們 青睞，數(shù)字式電壓表就是基于這種需求而發(fā)展起來的。其中，電壓值 的測量 是 最為經(jīng)常 被需 要的 。數(shù)字電壓表（ Digital Voltmeter）簡稱 DVM，它 指的是 采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量（直流或交流輸入電壓）轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字量形式并加以顯示的儀表。 因此，對數(shù)字電壓表的研究具有 十分重要的 意義。 而現(xiàn)在， 數(shù)字電壓表 作為現(xiàn)代工業(yè) 和生產生活中重要工具 ，它 不但 開拓了電子測量領域的先河， 而且 正朝著高準確度、智能化、低成本的方向發(fā)展 ，成為人們青 睞的測量工具之一 。 關鍵詞 ： 數(shù)字電壓表 單片機 LCD A/D 轉換 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 1 III The design of a Digital Voltmeter of function of Automatic selected stalls Abstract Digital Voltmeter since its created that has been widely used in a variety of palce,such as industrial, teaching and social production where is that voltage and current values measured. This article is about the design of a Digital Voltmeter of function of Automatic selected stalls,the microcontrollerbased Digital Voltmeter of the function that is Automatic selected stalls,high availablity and precise measurement. Analysis on the various programs,put the Microcontroller as the central processor received electrical signal , A/D conversion function achieved by using the chip and circuit design, when the transformed electrical signal displayed by the LCD ,the measurement process is this paper, a detailed description of the design of the system hardware circuit design and structure, as well as the design of software ,all of about that is given. The digital voltage meter designed in this paper, have less ponents in the hardware part, lower cost and easier testing。 本文設計的數(shù)字電壓表，其硬件電路所用元件較少、成本低、調節(jié)簡單；軟件 程序 采用 C語言編寫 ，可讀性強。通過對現(xiàn)有的各種方案分析，采用 以單片機為中央處理器，接收到電信號后，利用芯片及設計電路完成 A/D 轉換功能，通過對電信號的轉換由 LCD 顯示結果，完成測量過程。 本人簽名： 年 月 日 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） II 自動選檔數(shù)字電壓表的設計 自動化專業(yè) 0902班 學號 111111111 指導教師 王凌 摘 要 數(shù)字電壓表自誕生以來被廣泛應用于工控，教學及社會生產中 ,需要 測量 電壓電流值的各種場所。與我一同完成畢業(yè)設計（論文）的同學對本課題所做的任何貢獻均已在文中做了明確的說明并表示了謝意。北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） I 自動選檔數(shù)字電壓表的設計 誠信申明 本人申明： 我所呈交的本科畢業(yè)設計（論文）是 本 人在導師指導下對四年專業(yè)知識而進行的研究工作及全面的總結。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內容以外，論文中創(chuàng)新處不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京化工大學或其它教育機構的學位或證書而已經(jīng)使用過的材料。 若有不實之處，本人承擔一切相關責任。 本文 研究基于單片機的自動選檔數(shù)字電壓表的設計 ， 本設計的 數(shù)字式電壓表，具有可自動選檔，實用性高，測量精準等特點。本文給出了具體的硬件設計電路 和軟件結構，文中給出了系統(tǒng)硬件線路的設計要點和 電路 結構以及軟件的設計要點。經(jīng)過理論研究、原理設計和整機調試，實驗結果表明，本設計達到了可自動選檔 ,測量精準等初步要求 。 software used C programming language which is strong readability. After theoretical research, principle design and debugging, the experimental results suppose it is feasible of choosing this program . Key words: Digital Voltmeter Microcontoller LCD A/D conversion 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） IV 目 錄 前 言 ....................................................1 第 1 章 整體設計 .............................................4 第 節(jié) 設計指標 ...........................................4 第 節(jié) 設計方案的論證 ......................................4 第 節(jié) 系統(tǒng)總體設計 .......................................6 第 節(jié) 小結 ...............................................7 第 2章 系統(tǒng)的硬件結構 .......................................8 第 節(jié) 硬件系統(tǒng)的設計原則 ..................................8 第 節(jié) 單片機及外圍電路設計 ................................9 第 3章 軟件程序設計 ........................................27 第 節(jié) 軟件設計要求 ......................................27 第 節(jié) 程序流程 ..........................................28 第 節(jié) 小結 ..............................................28 第 4章 制作與調試 .........................................29 第 節(jié) 電路板的制作 ......................................29 第 節(jié) 調試 ..............................................29 第 5章 數(shù)字電壓表的抗干擾設計 ...............................31 第 節(jié) 硬件系統(tǒng)抗干擾設計硬件 .............................31 第 節(jié) 軟件系統(tǒng)的抗干擾設計 ...............................32 第 節(jié) 小結 ..............................................32 結 論 ...................................................34 附 錄 ...................................................35 參考 文獻 ...................................................45 致 謝 ...................................................47 北京化工大學北方學院畢業(yè)設計（論文） 1 前 言 21 世紀是一個數(shù)字化的時代，各式各樣的數(shù)字 化 產品如雨后春筍般 出現(xiàn)并被 應用在 科學研究、工業(yè) 和 生產生活等各領域 ，發(fā)揮著無可比擬的作用 。 并且 ，數(shù)字電壓表在 生產 工藝、外觀設計、安全 及 可靠性等方面也在不斷改進 和 完善。 以往的 指針式電壓表 功能 較 單一、 指示 精度低，不能滿足 現(xiàn)在人們在生產生活中的需求， 于是 數(shù)字 式 電壓表在這樣的背景下 誕生 。在 電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個被測量。而且隨著高新 電子技術的發(fā)展， 電壓值的測量在轉向高精度發(fā)展 ， 由此看來 數(shù)字電壓表 是 一種必不可少的測量儀器。目前 數(shù)字電壓表的設計和 研 發(fā) ,已經(jīng)有多種類型和款式 ， 類 如由數(shù)字電路和芯片構成的、基于單片機控制的、基于 FPGA 控制的、基于 CPLD 控制的等等。 這樣的 電壓表電路 設計 簡單，所用的元件較少，成本低，調節(jié)工作可實現(xiàn)自動化 ， 而且 還可以方便地進行 8 位 A/D轉換量的測量，遠程測量結果傳送等功能。 從 數(shù)字電壓表的發(fā)展 來看 ，從 1952 年美國 NLS 公司生產的四位電子管數(shù)字電壓表到現(xiàn)在已出現(xiàn) 的 8位數(shù)字電壓表， 可以測量的參數(shù)增加到 直流電壓、交流電壓、電流、阻抗等 多種電量單位。目前世界上美國 FLUKE 公司在直流和低頻交流電量的校準領域居 于 國際先進水平。還有高精度電壓標準器“ 5400A”、“ 5200A”、“ 5450A ”等數(shù)字儀表，都是作為一級計量站和國家級計量站使用的標準儀表。日本橫河公司生產的 2501 型采用三次采樣等等。而基于現(xiàn)代工業(yè)的生產及實踐需求，新型數(shù)字電壓表的發(fā)展趨勢 也可以從以 下五個方面 可見一斑 ： (1)廣泛采用新技術，不斷開發(fā)新產品 。首先是 A/D 轉換器： 20世紀 90年代世界各國相繼研發(fā)了新的 A/D轉換技術。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，即可構成完整的智能儀表，可以完成儲存、計算、比較、控制等多項功能 。 新一代數(shù)字儀表正朝著標準模塊化的方向發(fā)展。 (3)多從顯示儀表 。 (4)提高安全性 。一方面廠家必須為儀表設計安全保護電路，并使之符合國家標準；另一方面用戶必須安全操作，時刻注意儀表上的各種安全警告指示。 集成電路的發(fā)展使電壓表只在外圍配置少量元件，即可構成完整的智能儀