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1、黑龙江东方学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计）论文题目：基于单片机的交直流数字电压表的设计学 部 计算机 专 业 电气工程及自动化 姓 名 班 级 07级3班 学 号 指导教师 答辩日期 2011 年5月14日 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）基于单片机的交直流数字电压表的设计摘 要单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU)。随着单片机技术的飞速发展，各种单片机蜂拥而至，单片机技术已成为一个国家现代化科技水平的重要标志。单片机可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。单片机控制
2、系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化。现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，观察独立分析、设计单片机的能力，以及实际编程技能。本课题主要解决A/D转换、数据处理及显示控制等三个模块。控制系统采用AT89S52单片机，A/D转换采用AD7236。关键词：A/D,AT89S52,ADC0809IDesign of digital voltmeter meter base on singlechipAbstractWith Chip Processor is a kind of chip
3、 of integrated circuit, adopt to exceed large-scale technology have data handling ability( such as arithmetic manipulation, logic is operational , data deliver and suspend handling) tiny processor ( CPU ). Along with Chip Processor technology develop fast, various Chip Processor come in great number
4、s, Chip Processor technology has become a important sign of the national modern level of science and technology.Chip Processor can complete modern industrial control alone the intelligent control function that will beg, this is the feature of biggest Chip Processor. When Chip Processor control syste
5、m can replace, using the control system that complex electron Graduate the program of design is ；the design of digital volmeter ；. Check on our condition for the aspects such as Chip Processor technology and programming ability mainly. Observe actual programming ability as well as the ability of ind
6、ependent analysis and design Chip Processor. This program solves the data handling and conversion of A/D mainly and shows the 3 modulars such as control. Control system adopts AT89S52 only flat machine, the conversion of A/D adopts ADC0809.Keywords: AT89S52, AD7236,ADC0809 目录 摘要Abstract第1章 绪论1 1.1数字
7、电压表的发展概述1 1.2国内外研究现状2 1.3课题的任务及意义2 1.3.1数字电压表的原理2第2章 系统的设计及原理4 2.1输入电路部分 4 2.2 真有效值转换电路5第3章 芯片介绍8 3.1AD736工作原理及管脚功能 8 3.1.1 典型应用电路8 3.1.2注意事项 10 3.1.3AD736的应用 10 3.2AT89S52概述 11 3.2.1引脚功能描述 11 3.3AD0809简介 13 3.3.1AD0809的逻辑结构13 3.3.2AD0809的工作原理 14 3.3.3AD0809应用说明15第四章 数字电压表的软件设计 16 4.1主程序设计16 4.2外中断服
8、务程序16 4.3软硬件测试17基于单片机的交直流数字电压表的设计第一章 绪论1.1数字电压表的发展综述数字电压表简称DVM,是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。与传统的模拟式仪表比较，具有显示清晰直观，读数准确，测量范围宽，扩展功能强等优点。适用于数学实验演示及测控设备仪表等多种场合。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。目前数字万用表的内部核心部件是A/D转换器，转换器的精度很大程度上影响着
9、数字万用表的准确度，本文A/D转换器采用ADC0809对输人模拟信号进行转换，控制核心AT89S52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。 模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点，但测量精度较差，特别是受表头精度的限制，即使采用0.5级的高灵敏度表头，读测时的分辨力也只能达到半格。再者，模拟式电压表的输入阻抗不高，测高内阻源时精度明显下降。数字电压表作为数字技术的成功应用，发展相当快。数字电压表（Digital VoIt Me-ter，DVM），以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。特别是以A/D转换器为代表的集成电路为支柱，使DV
10、M向着多功能化、小型化、智能化方向发展。DVM应用单片机控制，组成智能仪表；与计算机接口，组成自动测试系统。目前，DVM多组成多功能式的，因此又称数字多用表（Digital Multi Meter，DMM）。DVM是将模拟电压变换为数字显示的测量仪器，这就要求将模拟量变成数字量。这实质上是个量化过程，即将连续的无穷多个模拟量用有限个数字表示的过程，完成这种变换的核心部件是A/D转换器，最后用电子计数器计数显示，困此，DVM的基本组成是A/D转换器和电子计数器。DVM最基本功能是测直流电压，考虑到仪器的多功能化，可将其他物理量，如电阻、电容、交流电压、电流等，都变成直流电压，因此，还应有一个测量
11、功能选择变换器，它包含在输入电路中。DVM对直流电压直接测量时的测量精度最高，其他物理量在变换成直流电压时，受功能选择变换器精度的限制，测量精度有所下降。1.2 国内外研究现状传统的电压表功能单一、精度比较低，不能满足时代的需求，采用单片机的数字电压表精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便 ，还可以与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D转化器构成的数字电压表，以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表仪器，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。 数字电压表的设计和开发，已经有多种类型
12、和款式。传统的数字电压表各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步处理，传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表，既可以完成数据的传递，又可以借助PC对测量数据的处理。所以数字电压表无论在功能和实际上，都具有传统电压表无法比拟的特点，这使得他的开发和应用具有良好的前景。1.3课题的任务及意义1课题的任务(1)通过毕业设计进一步掌握单片机应用系统设计方法和调试过程。(2)掌握交直流电压表的设计方法。(3)掌握交直流调试方法。2课题的意义随着电子科学技术的发展，电子测量成为广大电子工作着必须掌握的手段，对测量的精度和功能的要求也越来越高，而电压的测量甚
13、为突出，因为电压的测量最为普遍。本设计利用单片机技术结合A/D转换芯片构建一个数字电压表。它量程宽，精度高，显示位数多，分辨率高，易与实现测量自动化，在现代测量中占据了巨大的地位。设计的实现能够用于改进或维修学校部分实验室损坏的数字电压表，因而本设计具有非常实际的意义。1.3.1 数字电压表的原理随着科学技术不断的发展，人们对直流电压表的要求也越来越高。本文通过对数字直流电压表的深入研究，分析现有直流电压表所存在的不足，针对这种情况，设计出一个更好的电路系统。本文首先简要地介绍设计的原理与结构，按照步骤，介绍硬件电路设计和软件设计过程，重点是硬件电路中选择芯片的介绍以及具体调试过程中的问题解决，再由单片机控制放大电路的选择，并且通过芯片A/D7236将电压值显示在LED上通常电压表可由微安表(电流表的一种)或灵敏电流计来改装.在微安表满偏电流与内阻
