开题报告-数字电压表的设计.docVIP

选题的依据及意义： (一)选题的依据 数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳。 （二）选题的意义 电压的测量虽然在电量测量中是最基本的，但在电气测量中却占据着重要的地位。当代的测量仪器的研究是在电压的基础上才能实现的，因此电压测量已成为研究的重点之一。 时代的发展，促使人类技术的不断进步，现代用到的测量技术都是依靠高精度的测量仪器，并且随着计算机的发展，测量技术融合计算机的功能，使得现代测量技术具有存储、计算、控制、显示、语音等功能。 以单片机为主控电路的高科技电子仪器仪表，不仅具有测量精确度高，灵敏度高和分辨率高的特点，还具有可靠性，稳定性强，测量速度快，通信，可存储等的优点。关于它的应用非常广泛。现已广泛应用于电子、电气测量，工业自动化仪表，自动测试系统等。 现代检测技术中，常需用高精度数字电压表进行现场检测，将检测到的数据送入微计算机系统，完成计算、存储、控制和显示等功能。 数字电压表利用A／D转换原理，将被测模拟量转换成数字量，并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。A／D转换器的精度影响数字万用表的准确度，本文采STC12C5160S2单片机数字电压表是在上世纪50年代初，60年代末发展起来的电压测量仪表，简称DVM，它采用的是数字化测量技术，把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后通过显示器件显示[1]。数字电压表这种电子仪表之所以出现，一方面是由于电子计算机的应用推广到系统的自动控制信号领域，提出了各种被观测量或被控制量转换成数字量的要求,即为了实时控制和数据处理的要求,另一方面，也是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的发展，为数字化仪表的出现提供了条件[]。所以,数字化测量仪表的产生与发展与电子计算机的发展是密切相关的；同时，为革新电子测量中的烦琐与陈旧方式也促进了它的飞速发展，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁[3]。 近年来，国内外相继推出有大规模集成电路（LSI）或超大规模集成电路（VLSI）构成的数字电压表、智能数字电压表，分别属于第四代、第五代产品。它们不仅开创了电子测量的先河，更以等优良特性而受到人民的青睐[4]。 如今，数字电压表已经绝大部分取代了传统的模拟指针式电压表，因为传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候非常不方便还经常出错，而采用单片机的数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常方便，抗干扰能力强，可扩展性强等优点已被广泛应用与电子和电工测量，工业自动化仪表，自动测量系统等领域，显示出强大的生命力[]。[6]。 随着现代电子设计手段的迅速发展，EDA仿真技术也越来越多地应用于实际电路设计中。EDA技术通过先建立电路模型，然后将计算机仿真结果应用于实际电路设计中，这样既降低了成本．又缩短了研制周期。Proteus是由英国Labeenter公司开发的一个嵌入式系统仿真与开发平台，是目前世界上最流行的EDA仿真软件之一。它具有模拟电路和数字电路仿真功能，支持主流单片机及其外围电路所组成系统的仿真：可以提供软件调试功能，支持与Keil、MPLAB等单片机开发环境的连接调试，并具有强大的原理图绘图等功能[7]。 随着电子技术、大规模集成电路及计算机技术的发展，使人们不久即研制出微处理器件数字电压表，实现了DVM数据处理自动化和可编程程序。因为带有存储器并使用软件支持，所以可进行信息处理，可通过标准接口组成自动测量系统，能够自校、自检，保证了自动测量的高准确度，实现了仪器仪表的智能化。当前，智能化仪表发展十分迅速，而微处理式DVM在智能仪表中占有的比重最大。智能化的DVM为实现各种物理量的动态测量提供了可能。 三、本课题研究内容 内容：设计一个用软件、硬件相结合的数字电压表,用于测量交、流直电压。 性能要求：电压表的测量电压范围是0到50V;用液晶显示屏显示时,要求其显示刷新时间小于1S；本次设计中要求其测量的精度不小于0.5%；最后的一大亮点是能够语音读出相应电压表上的电压值。 四、本课题研究方案 单片机系统及A/D转换芯片构建的这种方案，是用以单片机系统、A/D转换芯片、显示电路、语音模块、电源部分等组合成的数字电压表。A/D转换芯片对输入模拟信号进行转换，单片机通过软件编程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，再语音读出电压值，通过Proteus仿真软件实现接口电路设计，并进行实时仿真。系统框图如下图所示： 五、研究目标、主要特色及工作进度 1.研究目标 数字电压表的设计的目标：将连续的模拟电压信号经过A/D转换器转换成二进制数值，再经