电子信息开题报告-数字电压表的设计（硬件系统）.docVIP

2011级毕业（设计）论文开题报告 信息工程系（院） 电子信息工程 专业 题 目 数字电压表的设计（硬件系统） 学 生 姓 名 erzhanggui 班 级 11电子信息工程 学 号 257984564685 指 导 教 师 dazhanggui 日 期 2015 年 1 月 04 日  题目： 数字电压表的设计（硬件） 一、选题的依据及课题的意义 数字电压表（Digital?Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求。采用单片机的数字电压表，其精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D?转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。? 本设计采用51单片机作为主控制器，将输入的模拟电压经A/D采样后送入单片机，通过软件编程将电压值经LCD实时显示。此外，可通过按键输入上限电压，一但检测到电压值超过上限电压，可通过蜂鸣器报警。 二、研究概况及发展趋势综述 DVM是当今应用极为广泛、高性能/价格比、喜受广大工作者欢迎的最基本的电子测量仪表。DVM的关键部件是A/D转换器。.A/D转换器主要有双积分、多重积分和PWM（脉宽调制）的V—T转换型、V—F转换型（单积分式）、斜坡比较型、逐次逼近比较型、余数再循环式、复合型等。初期多用分立元件构成A/D。继而出现双积分型、逐次逼近比较型电路结构的A/D转换器集成芯片。逐次比较型A/D芯片有0809、MC14433、TLV2543等，主要用于计算机接口电路。? 随着现代化技术的不断发展，数字电压表的功能和种类将越来越强，越来越多，其使用范围也会越来越广泛。采用智能化的数字仪器也将是必然的趋势，它们将不仅能提高测量准确度，而且能提高电测量技术的自动化程序，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表(如：温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪等)，几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。从而提高计量检定人员的工作效率。? 目前本设计A/D转换器采用TLV2543对输入信号进行转换，控制核心AT89c52再对转换的结果进行运算和处理，最后驱动输出装置显示数字电压信号。 三、研究内容及实验方案 ①、研究内容 1. 测量电路，测量范围为0—20V； 2．量程标定电路，量程为0—0.2V 、0—2V、0—20V； 3．键盘电路设计； 4．显示电路设计。 进行硬件电路设计和仿真。 ②、实验方案 根据技术要求，大致可确定出该DVM硬件电路应由测量电路（包括量程标定电路和ADC）、单片机、键盘及显示电路几个组成部分，各部分采用的电路形式及主要器件确定如下：?? （1）单片机部分? 选用AT89S51单片机作为主机，同时还要设计晶振电路和复位电路。? （2）A/D转换模块 方案一：A/D转换器采用ICL7071型三位半显示的芯片，输入信号，流经取样与电路取样后送到ICL7071型三位半A/D转换器，只需要很少的简单的外围元件，就可组成数字电流表模块，直接驱动三位半LED显示器显示，最后输入电流在现实部分显示。这块是用LED数字表，最大的确定就是数字乱跳不稳定 方案二：采用ADC0809转换芯片，其中A/D转换器用于实现模拟量数字量的转换，单电源供电。它是具有8路模拟量输入，8位数字量输出功能的A/D转换器，转换时间为100vs，不需零点和满刻度校准，功耗低，约15mW。转换速度快而且精度高 价格低廉 所以选择用ADC0809 接口模块： 方案一：实用数字电路实现，采用译码芯片CD4543作为借口芯片，这种方案实现功能但是稳定性不高 结构复杂 方案二：采用AT89S51单片机作为系统的控制单元，通过A/D转换将被测值转换为数字量送入单片机中 再有单片机来送显，此方案各类功能易于实现，成本低 功耗低 显示稳定 1.A/D转换接口电路的设计，负责对ADC0809的控制；? 四、目标、主要特色及工作进度 ①、目标 设计一个数字电压表，具体要求如下： 1. 测量电路，测量范围为0—20V； 2．量程标定电路，量程为0—0.2V 、0—2V、0—20V； 3．键盘电路设计； 4．显示电路设计。 进行硬件电路设计和仿真。 ②、主