智能数字电压表.doc

目 录 一论 文 摘 要...........................................2 二 设计要求 3 功能要求 3 主要技术指示 3 三 方案论证与选择………………………………………………………………………4 四 系统原理及基本框图 5 （一）电源设计 5 （二）AT89C51单片机 6 （三）A/D转换芯片 7 五.软件设计 12 （一）主程序流程图: 14 （二）开机自检 14 （三）ROM自检流程图: 15 （四）显示子程序: 16 （五）A/D中断服务: 17 五、程序清单 18 （一）主程序 18 （二）ROM自检 19 （三）RAM自检 20 （四） 输入通道自检 21 （五）LED显示自检 21 （六）显示子程序 23 （七）A/D中断……………………………………………………………………………………….24 六元器件清单………………………………………………………………………………26 七 系统评估…………………………………………………………………………………27 设计总结 28 参考文献 30 论 文 摘 要 在集总参数电路中，考虑到操作的安全性、方便性、准确性等因素，测量的主要参量是电压，电子电路的许多特性，如频率特性、调制度、非线性失真系数等都可以视为电压的派生量，各种电路的工作状态，如谐振、平衡、饱和、截止及动态范围等，通常都用电压的形式来反映。电子设备的各种控制、反馈信号也主要表现为电压量。因此电压测量是电子测量的最基本内容之一。本系统是利用AT89C51单片机的一种电压测量电路,该系统除了采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路外，还增设了超限报警电路。测量范围直流0~1000伏，交流0~750伏， LED数码管显示。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，AT89C51的特点，ICL7135的功能和应用。 关键词：数字电压表，AT89C51，ICL7135，双积分A/D转换器 一． 设计要求 （一）功能要求 能够测量各种波形交流电压的有效值； 具有开机自检、自动量程转换功能； 具有克服随机误差的数字滤波功能； 使用220V交流电源,设置电源开关、源指示灯和电源保护功能。 （二）主要技术指示 直流电压量程200 mV、2V、20V、200V、1000V 交流电压量程为200 mV、2V、20V、200V、750V 测量误差：≤ ±分辨率：显示方式：Ω 带宽：10HZ ~100kHZ 测量速度：2~3次/秒 三 总体方案论证与选择 A 从功能要求看，系统功能并不复杂，单片机完全可以胜任主机的角色； 从分辨率看，； 分辨率=/750≈0.13u 采用双积分型A/D转换器，不需要采样保持器这样，系统组成方案的雏形已经建立。 方案1方案2 输入电压 本方案采用双积分A/D转换器，使用时只需外接少量的元器件，配以译码驱动及LED数码管便可组成3位半的数字电压表。它由模拟电路和数字电路两部分组成，模拟部分包括转换式输入放大器、基准电压源和A/D转换电路。数字部分包括时钟源、计数器、译码驱动显示及逻辑控制。其中A/D转换、计数及控制是数字电压表的核心部件，其作用是将输入的模拟量转换为数字量，再通过译码驱动显示部件，将模拟量的数值显示出来 方案在使用数字电压表测量开关电源电路中的电压时，经常会由于人为疏忽出现意外情况。 图1 电源设计图 由该电路实践证明：（1）最高输出电压受稳压器最大输入电压及最小输入输出压差的限制，该固定式三端集成稳压集成电路7805最大输入电压为35V，输入输出差要保持2V以上，因此该电路中由于稳压器的直流输入电压为+14V，所以该电路的输出最大值为+12V。（）实验表明，在稳压器的稳压范围内，其稳压精度可达±0.03。（）AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案主要特性：·?8031 CPU与MCS-51 兼容· 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)· 全静态工作：0Hz-24KHz· 三级程序存储器必威体育官网网址锁定· 128*8位内部RA