3位半数字电压表的设计.DOC

题目1 数字电压表的设计 设计目的 ——掌握模拟量数据采集系统的设计方法。 ——掌握双积分A/D转换器ADC0809的使用方法。 二、技术指标 1．测量范围：0～5V 2．量程：０～5Ｖ 3．显示位数：3～4位 4．分辨力：0.02Ｖ 5．测量速率：1次／秒 6．测量方式：自动连续测量、外触发单次测量 7．结果显示方式：正常显示、偏移显示，单位mv 三、设计方案 根据技术要求，可确定出该电压表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89C51单片机作为主机,同时要设计89C51单片机的晶振电路和复位电路，具体电路略。 （2）测量电路部分 Ａ/Ｄ转换器为数字电压表不可缺少的主要部件，决定着电压表的精度、转换位数等主要技术指标，根据技术指标要求，选用常用的ＡＤＣ——0809芯片。 （3）键盘、显示部分 本机需配置具有3个按键的键盘和6位数字ＬＥＤ的显示器。具体电路参见实验箱电路图1、2、3。 四、功能说明 根据技术指标的功能要求，确定仪器的按键功能如下： ——功能选择键：需3个按键，分别称为自动连续测量、手动单次测量和偏移量显示。 ——4位LED学生显示电压值（mv），1位显示测量方式（单次、连续），1位显示显示方式（绝对值、偏移显示） 五、电路图 设计时，自行画出完整的电路原理图。 图1 0809电路连接图 图2 显示器电路连接图 图3 键盘电路连接图 题目2 数字频率计的设计 设计目的 ——掌握数字量数据采集系统的设计方法。 二、技术指标 1．测量范围：0～200K 2．测量信号：方波 3．测量信号电压：3～5V 4．闸门时间：10mS、0.1S、1S 5．显示位数：6位 三、设计方案 根据技术要求，可确定出该数字频率计应由测量电路（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89C51单片机作为主机,同时要设计89C51单片机的晶振电路和复位电路，具体电路略。 （2）测量电路部分 直接利用单片机内部的定时/计数器实现频率的测量。 （3）键盘、显示部分 本机需配置具有3个按键的键盘和6位数字ＬＥＤ的显示器。具体电路参见实验箱电路图4、5。 测量频率范围：1-1000HZ 闸门时间1S，单位（HZ） 1K-10K 闸门时间0.1S （计数值×10），单位（KHZ） 10k-200k 闸门时间10mS（计数值×100）单位（KHZ） 用按键选择测量范围。 图4 显示器电路连接图 图5 键盘电路连接图 图6 等精度测量数字频率计电路图 题目3 外部输入正脉宽度测量 设计目的 ——掌握数字量数据采集系统的设计方法。 二、技术指标 1．测量范围：4ms～512ms 2．测量信号：方波 3．测量信号电压：3～5V 4．显示位数：6位 三、设计方案 1．测量方法 （1）设定一个开关控制测量开始。按动开关接外部中断0，响应1次外部中断。在中断程序中测量脉宽。 （2）利用定时器T1门控定时方式，选择T1方式1，使定时器的定时受外部脉宽控制，当被测脉冲为高电平时，定时器开始计时，当被测脉冲由高电平转为低电平时定时器停止计时。脉宽d=计数值×TC（机器周期）（μs），,同时要设计89C51单片机的晶振电路和复位电路，具体电路略。 （2）测量电路部分 直接利用单片机内部的定时/计数器实现频率的测量。 （3）键盘、显示部分具体电路参见实验箱电路图7、8。 图7 显示器电路连接图 图8 键盘电路连接图 题目4 正弦信号发生器的设计 设计目的 掌握利用单片机实现信号发生器的设计方法。 二、技术指标 1．正弦波频率范围：1HZ～100HZ，100HZ～1000HZ 2．频率步进值：1HZ～100HZ档步进是10HZ，100HZ～1000HZ档步进是100HZ 3．输出电压：1～5V幅值可调（1V步进） 4．具有显示输出波形频率和幅度的功能 5．显示位数：6位 6．键盘设置频率值 三、设计方案 本设计由单片机、D/A转换电路、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89C51单片机作为主机,同时要设计89C51单片机的晶振电路和复位电路，具体电路略。 （2）D/A转换电路部分 直接利用单片机实验箱上的D/A转换电路正弦波信号的输出。电路如图9所示。 图 9 （3）本设计利用键盘设置不同的输出档及步进值，显示器用来显示频率值和电压值。键盘、显示部分具体电路参见实验箱电路图10、11。 图10 显示器电路连接图 图11 键盘