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智能仪器设计报告 姓名： 学号： 专业： 电子信息工程 日期： 2014-xx-xx 南京理工大学紫金学院电光系 目 录 绪论........................................................................3 摘要........................................................................3 实验内容................................................................4 3.1 实验任务与要求.................................................4 3.2工作原理.............................................................5 3.3软硬件设计.........................................................5 总结........................................................................13 参考文献.......................................................................14 附录...............................................................................14 一、绪 论 在仪器仪表高度发展的时代，以计算机技术与测试技术相结合的智能仪器应运而生。智能仪器课程设计，以“厚基础、宽口径、会设计、会操作、能发展”为方向，培养具有创新精神和实践能力的人才为目的，注重智能仪器基本原理和基本设计方法的掌握，同时注重理论联系实际，根据实验设计帮助学生进一步提高分析与解决问题的能力，为以后的学习、工作打下扎实的理论与实践基础。 二、摘 要 本次课程设计主要是设计一个基于单片机的智能数字电压表并用Labview显示出来，具体功能为实现电压的分挡测量，并且能根据需要自动换挡。电压范围为0~5V,因此，可将电压表分成三档0~100mV、100mV~1V、1~5V，利用程控增益放大器改变放大器的增益，将各档内的输入电压依次放大50倍，5倍，1倍；经过A/D采样等，将结果传输给单片机，并利用串行连接计算机，在Labview上实现电压的显示。 关键词： 单片机 A/D转换 程控放大器 三、实验内容 3.1实验任务与要求 1、主要技术指标和要求 （1）输入电压：0~5V（直流）； （2）分成三档：0~100mV；100mV~1V；1~5V； （3）自动根据输入电压换挡； （4）测量精度：最大值的0.4%； （5）自动校零； （6）利用虚拟仪器实现测量结果在微机上显示 2、设计流程 根据任务要求，完成程序仿真和原理图设计，无误后，根据电路图和所发的元器件在面包板上完成连接、装配通过调试，观察显示电压是否满足各档的放大倍数，若不满足，检查所连电路，完成这一步骤后，和单片机的开发系统连接并通过开发系统与微机连接，最后显示各档位的电压数值，配合万用表观察数据偏差情况。 3、实验仪器 1）单片机与微机； 2）功率函数信号发生器： 3）SP1631A； 4）万用表： 5）UNI-T 4、主要器件及典型电路形式 （1）本次课程设计用器件介绍 ： 单片机实验箱、微机、OP07、AD0808、Protues、、Labview、Keil C51 （2）典型数字电路形式和模拟电路：程控运放电路 3.2 工作原理 软件设计总流程图： 各模块设计： 1）.量程自动切换电路: 同相放大器的放大增益为：Au=1+Rf/R1 , 在本电路中使R3、R4、R5与多路选择开关连接，使电路分别放大50、5和1倍。 2）.A/D采集和串口: 3.3软硬件设计 (1）原理图 分析： 根据同相放大器Au=1+Rf/R1，可计算出各反馈电阻值，设R1=5k，则50倍时，Rf=245k；5倍时，Rf=20k，1倍时，相当于一根导线。调节电位器，使得输入在0-100mV之间，此时通过仿真会发现输出会是在输入的50倍左右；同理，100mV-1V间，输出会是在5被左右；而1-5V时，则与输入差不多。 在这一过程中，我们会发现理论值与实际值