【正文】 .............................................................................................. 7 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 7 模擬信號(hào)調(diào)理電路 ...................................................................................................... 9 衰減電路 ............................................................................................................. 9 輸入電壓信號(hào)遷移電路 .................................................................................. 9 LCD1602 顯示模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................ 10 LCD1602 的引腳功能 ..................................................................................... 10 LCD1602 顯示模塊電路設(shè)計(jì) ........................................................................ 11 LCD12864 顯示模塊設(shè)計(jì) ......................................................................................... 11 LCD12864 的顯示原理 ................................................................................... 12 LCD12864 顯示模塊電路設(shè)計(jì) ..................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 5）對(duì)設(shè)計(jì)的部分電路和程序進(jìn)行調(diào)試 技術(shù)方案： 硬件框圖： 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 1 數(shù)字電壓表整體設(shè)計(jì)框圖 數(shù)字電壓表整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 1所示， 系統(tǒng)主要由模擬信號(hào)調(diào)理電路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、按鍵輸入電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)、 LCD 顯示系統(tǒng)等幾個(gè)模塊組成 。然后再通過(guò)對(duì) AVR單片機(jī) ATMEGA128 進(jìn)行軟件編程，使單片機(jī)按規(guī)定的時(shí)序采集這些數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一定的算法計(jì)算算出被測(cè)量電壓的峰峰值、有效值、平均值等，最后采用液晶屏 LCD1602 進(jìn)行電壓顯示，并采用點(diǎn)陣型液晶屏 LCD12864 實(shí)時(shí)顯示電壓的波形曲線。 本設(shè)計(jì)將采用 AVR 單片機(jī)內(nèi)部自帶的 AD 轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn) 行轉(zhuǎn)換，被測(cè)量電壓輸入端分別輸入基準(zhǔn)電壓和被測(cè)電壓。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是需要經(jīng)常測(cè)量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓就成為必不可少的測(cè)量?jī)x器。數(shù)字電壓表分類繁多，日常生活中一般根據(jù)原理的不同進(jìn)行分類，大致分為：比較式，電壓 —時(shí)間變換式，積分式等。而數(shù)字電壓表的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，就原理來(lái)講，它從原來(lái)的一兩種已經(jīng)發(fā)展到多種，在功能上講，它從測(cè)單一的參數(shù)發(fā)展到能測(cè)多種參數(shù)；從制作原件看，發(fā)展到集成電路，準(zhǔn)確度已經(jīng)有了很大的提高，精度已經(jīng)達(dá)到 1NV，讀數(shù)速度達(dá)到每秒幾萬(wàn)次，而相對(duì)以前價(jià)格已經(jīng)降低了很多。 數(shù)字電壓表最初是伺服步進(jìn)電子管比較式，其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度比較高，但是采樣速度較慢，體積重達(dá)幾十公斤。 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?yàn)閭鹘y(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一，精度低，讀數(shù)的時(shí)候非常不方便還經(jīng)常出錯(cuò)，而采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表由于測(cè)量精度高，速度快，讀數(shù)時(shí)也非常方便，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用與電子和電工測(cè)量，工業(yè)自動(dòng)化儀表，自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)等領(lǐng)域。所以，數(shù)字化測(cè)量?jī)x表的產(chǎn)生與發(fā)展與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展是密切相關(guān)的；同時(shí)，為革新電子測(cè)量中的煩瑣與陳舊方式也促進(jìn)了它的飛速發(fā)展。 必讀參考資料 : [1] 陳堂敏 .劉煥平主編 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 .北京 :北京理工大學(xué)出版社 ,2020 [2] 張毅剛 .MCS51系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2020 [3] 張軍，宋濤 .AVR 單片機(jī)實(shí)用 C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)例精粹 .北 京：電子工業(yè)出版社 . [4] 宋鳳娟 ,孫軍 ,李國(guó)忠 . 基于 89c51單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) .制造業(yè)自動(dòng)化 ，2020,(2) 指導(dǎo)教師簽名 系主任簽名 院長(zhǎng)簽名（章） _____________ 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 武漢理工大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 一 、目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析） 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(lái)的電壓測(cè)量?jī)x表，簡(jiǎn)稱 DVM，它采用的是數(shù)字化測(cè)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(guò)顯示器件顯示。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打 “√”） 作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化 0806班 指導(dǎo)教師 工作單位 自動(dòng)化學(xué)院 設(shè)計(jì)（論文）題目 : 可視化數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 學(xué)習(xí)并掌握單片機(jī)和信號(hào)采集的有關(guān)知識(shí)； 設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)； 設(shè)計(jì) A/D 采集電路、采用液晶顯示，設(shè)計(jì) 顯示和鍵盤輸入電路 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的程序流程，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)具有圖形界面的數(shù)字電壓表功能，計(jì)算出有效值、峰 峰值、周期頻率等，實(shí)時(shí)顯示出電壓的波形及有效值、峰 峰值、周期頻率，系統(tǒng)具有友好的界面。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 武漢理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 可視化數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）： 自動(dòng)化學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化專業(yè) 0806 班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作者簽名： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本學(xué)位論文屬于 保密囗，在 年解密后適用本授權(quán)書 不保密囗 。 對(duì)設(shè)計(jì)的部分電路和程序進(jìn)行調(diào)試 要求完成的主要任務(wù) : 論文應(yīng)包括以下幾個(gè)部分：任務(wù)書 → 開題報(bào)告 → 目錄 → 摘要→ABSTRACT→ 緒論 → 正文 → 結(jié)論（或結(jié)束語(yǔ)） → 參考文獻(xiàn) → 附錄 → 致謝； 在論文的正文部分應(yīng)包括：系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)、單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、 A/D 采集電路設(shè)計(jì)、液晶顯示和鍵盤輸 入電路設(shè)計(jì)、元器件的選擇、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，調(diào)試及結(jié)果分析等， 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果在文字上要求字?jǐn)?shù) 10000字以上； 設(shè)繪工作量：不少于 3張圖紙； 閱讀文獻(xiàn)不低于 15篇，其中外文文獻(xiàn)不少于 2篇； 翻譯與課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)，不少于 2萬(wàn)印刷符，譯文無(wú)原則性錯(cuò)誤 。這種電子儀表之所以出現(xiàn)，一方面是由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用推廣到系統(tǒng)的自動(dòng)控制信號(hào)的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，提出了各種被觀測(cè)量或被控制量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的要求，即為了實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理的要求；另一方面，也是電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，帶動(dòng)了脈沖數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。如今，它又成為向智能化儀表發(fā)展的必要橋梁。顯示出強(qiáng)大的生命力。繼之出現(xiàn)了諧波式電壓表，它的速度方面稍有提高但準(zhǔn)確度低，穩(wěn)定性差，再后來(lái)出現(xiàn)了比較式儀表改進(jìn)逐次漸進(jìn)式結(jié)構(gòu)，它 不僅保持了比較是準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺點(diǎn)就是抗干擾能力差，很容易受到外界因素的影響，隨后，在諧波式的基礎(chǔ)上雙引申出階梯波式，它的唯一進(jìn)步就是成本降低了，可是準(zhǔn)確度，速度及抗干擾能力都未提高。 目前實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)字化測(cè)量的方法 仍然是模 —數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換的方法。 在電量的測(cè)量中，電壓，電流和頻率是最基本的三個(gè)被測(cè)量，其中電壓武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 量的測(cè)量最經(jīng)常。另外，數(shù)字測(cè)量?jī)x器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便，精度度高，誤差小，靈敏度高，分辨率高，測(cè)量速度快等特點(diǎn)倍受用戶親睞，數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)就基于這種需求發(fā)展起來(lái)。 AD 轉(zhuǎn)換器將被測(cè)量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。 二 、 設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)方案： 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1） 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 2） 單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3） 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 4） A/D采集電路設(shè)計(jì) 5）液晶顯示和鍵盤輸入電路設(shè)計(jì) 6）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主要設(shè)計(jì)任務(wù)： 1）學(xué)習(xí)并掌握單片機(jī)和信號(hào)采集的有關(guān)知識(shí)； 2）設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)； 3）設(shè)計(jì) A/D 采集電路、采用彩色液晶顯示，設(shè)計(jì)顯示和鍵盤輸入電路 4）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的程序流程，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)具有圖形界面的數(shù)字電壓表功能，計(jì)算出有效值、峰 峰值、周期頻率等，實(shí)時(shí)顯示出電壓的波形及有效值、峰峰值、周期頻率，系統(tǒng)具有友好的界面。主要用軟件編程的方式檢測(cè)輸入信號(hào)的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能。 按鍵電路設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................................ 15 AD 采樣程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 15 各個(gè)測(cè)量參數(shù)計(jì)算的程序設(shè)計(jì) .............................................................................. 16 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 峰峰值的計(jì)算 .................................................................................................. 16 平均值的計(jì)算 .................................................................................................. 16 有效值計(jì)算 . ..................................................................................................... 17 LCD1602 液晶顯示程序設(shè)計(jì) ................................................................................... 17 LCD1602 的顯示操作 ..................................................................................... 17 LCD1602 顯示程序設(shè)計(jì) ........................................................................