电子大赛本科组D题的论文运用单片机制作四位半数字电压.docVIP

??????????? 电子大赛本科组D题的论文，不足之处还请各位高手来指正！ 本科组（D题）数字电压表【摘????? 要】????????? 本设计是基于ATmega16单片机开发平台和自动控制原理的基础上实现的一种高精度、智能化的数字电压表系统。该系统采用ATmega16单片机作为控制核心，以12位的A/D转换MAX187为数据采样系统，实现被测电压的高精度数据采样；使用系列比较器检测输入电压的范围，并通过继电器阵列实现了输入量程的全自动转换；同时具有显示模式的按键切换、LCD液晶显示等显著优点。系统具有人性化的交互界面，硬件配置合理，控制方案优化，完全满足题目的基本要求。【关键字】全自动量程转换????? 电压检测????? MAX187????? ATmega16????? LCD显示Digital VoltmeterSummary : The design is based on ATmega16 and automation development platform based on the principle of achieving a high accuracy and intelligent digital voltage meter system. The system uses ATmega16 core as a control, 12 to the MAX187 D conversion for data sampling system, the measured voltage and high-precision data sampling; Series comparison with the use of detection of the input voltage range, and through Relay array of input range of automatic conversion; the same time it is the display mode switch button, LCD display significant advantages. Humanized system of interface, hardware configuration reasonable control program optimization, the subject completely meet the basic requirements.Keywords: Disney-range conversion, voltage detection, MAX187, ATmegal16, LCD Display. 目?????? 录一、方案设计与论证 11.试题分析 12.系统控制方案 13.各模块方案 21）单片机选择 22）A/D采样系统 33）自动量程切换 34）电压检测 35）显示部分 3二、理论分析与电路设计 41.系统总体设计与框图 42.实际电路图 42.1单片机系统 42.2 AD转换电路 62.3信号调理模块 62.4继电器模块 92.5按键与LCD显示电路设计 103.信号调理总体设计电路图 10三、软件设计与流程 111.系统软件介绍 112.软件程序流程图 11四、实验测试与结果分析 12五、参考文献 13六、附录 13 数字电压表一、方案设计与论证1.试题分析根据题目要求，系统设计需要基于自动控制原理，实现电压量程的自动切换、数据采样、电压显示等功能。主要来说，系统由信号调理电路、A/D转换电路、按键输入电路、单片机控制系统、LCD显示系统等几个模块组成。由于本设计属于高精度实时监测控制系统，因此各模块必须具有高精度、低噪声、可靠性强等诸多性能要求。2.系统控制方案『方案一』仅采用CPLD作为控制核心部件的方案 选用一片CPLD作为系统的核心部件，实现控制与处理的功能。CPLD具有速度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点，可利用VHDL语言进行编写开发。但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。同时，CPLD的处理速度非常快，而电压表的数据采样速度不可能太高，在这一点上，MCU就已经可以胜任了。若采用该方案，必将在控制上遇到许许多多不必要增加的难题。为此，我们不采用该种方案，进而提出了第二种设想。 图1.2.1 以CPLD为核心部件的原理图『方案二』仅采用单片机作为控制核心部件的方案 如图1.2.2 所示：我们采用单片机作为整个系统的核心，用其输入电压的范围、控制信号调理电路，实现输入量程的自动切换，以达到其既定的高精度性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现电压调