测额定电压表格设计.doc

测额定电压表格设计篇一：数字电压表的设计太原工业学院毕业设计1前言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。数字电压表（Digital Voltmeter）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，加以数字处理然后再通过显示器件显示，由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速度快等特点而倍受青睐，数字式电压表就是基于这种需求而发展起来的.。本论文设计的简易数字电压表设计功能可以测量05V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上显示。本设计从各个角度分析了由单片机组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及其原理，并且分析了程序如何驱动单片机进而使系统运行的方法。本设计主要分为两部分：硬件电路及程序设计，而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、LED显示电路、语音电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍。课题的主要内容（项目概要）：设计简易数字电压表的技术指标如下： 能够测量 05V 之间的直流电压值。 用LED显示。 完成语音报值功能。1简易数字电压表设计2 数字电压表简述以及设计意义数字电压表简称DVM（Digital Voltmeter），是当今应用极为广泛、高性能价格比、广受测试工作者欢迎的最基本的电子测量仪表。DVM是采用数字化技术的电压表，以其高准确度、高可靠性、高分辨力、高性价比等优良特性倍受人们的青睐。数字电压表作为数字化仪表的基础与核心，被广泛应用于电子和电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。与此同时，由数字电压表扩展而成的各种通用及专用仪器仪表，也将电量及非电量测量技术提高到崭新水平。数字电压表是从电位差计的自动化过程中研制成功的。开始时四位显示，然后是5位、6位，发展到现在的7位、8位甚至更多；从最初的一两种类型发展到原理不同的几十种类型；从最早采用继电器、电子管发展到全晶体管、集成电路、微处理器化；显示器件也从辉光数码管发展到等离子体管，发光二极管、液晶显示器等。在这发展过程中，数字电压表的体积和更好越来越小，重量不断减轻，价格也逐步下降，可靠性越来越高，量程范围也逐步扩大。目前国内外的产品多为3位半、4位半、5位半至8位半显示。便携式、手持式DVM，工业自动化仪表，长、热、力、电、光学测量表头以3位半、4位半、5位半为多。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已经广泛用于电子集电工测量，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。我国研制数字式电压表是从1958年开始的。1960年研制成数字频率计，1965年，上海北京同时研制出5位数字电压表。在体会到数字电压表的重要后，紧接着就有很多研制和生产数字电压表的单位，并陆续生产出6位、7位的数字电压表20世界80年代，我国科技人员依靠自己的力量，研制成多种类型，不同工作原理的数字电压表。近年来，国内许多厂家积极引进、吸收国外先进技术，紧抓技术研发，现已能够大批量生产多种高、精、尖的数字电压表以及相应的标准源、校验仪。科学技术现代化的今天，是电子技术和信息技术迅速发展的时代。数字电压表在工程测量、计量检定、科学实验，机械电子，电能电力、邮电通信等诸多领域有着非常广泛的应用，尤其是智能化数字仪表的普及和应用，在数字化、自动化、软件化测量中发挥着更重要的作用。2太原工业学院毕业设计3 方案设计方案论证方案论证一采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。这种传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求。 方案论证二采用单片机与AD转换器设计一个数字电压表，测量05V之间的直流电压值，四位数码显示，使用的元器件数目有、CPU模块， A/D转换器，语音芯片一个，导线若干，能方便地进行4路其它A/D转换量的测量。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已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，示出强大的生命力从以上两种方案，很容易看出，按系统功能实现要求,两者相比较方案二的设计及简单又实用，软件设计也比较简单同时也实现了功能的要求，故采用了方案二。 总体设计框图经过多方面的考虑，方案由5个主要部分组成：A/D转换电路、单片机控制部分、LED显示、语音报值部分。系统的工作原理是：控制系统采用AT89S52单片机,A/D转换采用AD0809，利用AD0809进行电压测量和将模拟信号转为数字信号，单片机将接受的信号进行处理后，将被测的电压值用四位的LED显示，同时由单片机控制语音芯片，把所测得的电压值报读出来。系统框图如图所示3简易数字电压表设计图总体方案 系统各个部分的方案设计单片机控制部分系统的控制元件采用单片机。单片机的优越性主要在体现在以下几点：（1）集成度高。在结构上，它把中央处理器、存储器、定时器和各种输入输出接口电路集成在超大规模集成电路芯片上，一块单片机就可看做一台计算机。（2）控制功能强。为了满足工业控制的要求，单片机的指令系统中均有及其丰富的转移指令、IO口的逻辑操作和位处理功能，其逻辑控制功能和运行速度均高于同档位的微机。（3）可靠性高。单片机把各功能部件集成到一块芯片上，内部采用总线结构，减少了个芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。且对于强磁场环境易于采用屏蔽技术。（4）拓展功能强，体积小，成本低。单片机的系统拓展和系统配置比较典型，规范，容易拓展成为各种规模的应用系统。它的运用比较灵活，成本低，实用性强。鉴于单片机的这些无可比拟的优势，我们决定采用单片机作为系统的控制部件。考虑任务对单片机功能的要求不高，加上成本的限制，就采用常用的、廉价的51系列单片机。 A/D转换电路部分随着大规模集成电路的发展，目前不同厂家已经生产出了多种型号的A/D转换器。4太原工业学院毕业设计以满足不同应用场合的需要。如果按照转换原理划分，主要有3种类型AD转换器大致有三类：一是双积分AD转换器，特点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但转换速度慢；二是逐次逼近AD转换器特点是精度、速度、价格均适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格昂贵。本实验用的ADC0809属第二类，是八位AD转换器。每采集一次一般需100S，AD转换结束后会自动产生EOC信号。ADC0809芯片是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，片内具有8路模拟开关，可对8路模拟输入量实现分时转换。这种方式的设计电路成熟，与单片机接口简单，转换速率快且ADC0809带有8路模拟开关。电压显示部分显示部分是为了把所测得的电压值显示出来，供人们记录参考，并根据需要作出相关的控制处理。显示的方式有多种，数码管价格非常的便宜，使用也非常的方便，显示效果非常的清楚。小电流下可以驱动每光，发光响应时间极短，体积小，重量轻，抗冲击性能好，寿命长，因此我们采用四位LED数码管显示。语音报值部分语音报值的实现有很多种方式，其中，比较常见的有以下两种： 使用通用A/D器件对音频信号进行采样和转换，然后保存到数据存储器地址单元当中，放音时将不同地址单元的语音信息进行组合，通过D/A器件转换以后还原为模拟音频信号。这种方案思路清晰，但外扩接口比较复杂，如果使用高精度与高速的转换器件，数据量很大，单片机处理比较困难；如果使用低精度低速的转换器件，语音质量将大打折扣，故没有采用。 使用专用语音录放芯片实现，多数语音芯片内部都集成了优质语音录放电路，包扩有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。能够直接对声音信号进行录放。部分高级芯片还提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（vAlert）,双运作模式（独立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效，使声音信号的采集与使用更加方便。根据5篇二：数字电压表设计实验报告数字电路课程设计报告课题：数字电压表目 录一、摘要.2二、设计任务及要求.2三、设计总体方案.2四、单元电路的设计.3五、调试过程及结果分析.6六、心得感悟.7七、参考文献.7八、附录.8一、摘 要本文主要介绍的是基于ICL7107数字电压表的设计的设计，ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统是一种集三位半转换器段驱动器位驱动器于一体的大规模集成电路，ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统的一种3位半A/D转换器，能够直接驱动共阳极数字显示器，够成数字电压表，此电路简洁完整，稍加改造就可以够成其他电路，如数字电子秤、数字温度计的等专门传感器的测量工具。ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统是一种集三位半转换器段驱动器、位驱动器于一体的大规模集成电路，官地方官方主要用于对不同电压的测量和许多工程上的应用，调频接口电路，它采用的是双积分原理完成A/D转换，全部转换电路用CMOS大规模集成电路设计。应用了ICL7107芯片数码管显示器等，芯片第一脚是供电，正确电压时DC5V，连接好电源把所需要测量的物品连接在表的两个端口，从而可以在显示器上看到所需要的结果。在软件设计上，主要编写了实现计数频率的调节和单片机功能的相关程序，,最后把软件设计和硬件设计结合到一起，然后进行调试。二、设计任务及要求1. 设计一个数字电压表电路，能够实验电压测量；2.测量范围：通过小数点驱动电路，直流电压0V到，0V到,0V到,0V到1999V.3.画出数字电压表电路原理图，并作出PCB图；4.利用芯片ICL7107来实现电路功能；5.选择合适的电阻、电容、液晶显示器等器件；6.完成全电路理论设计、制作、调试，制板锡焊；7.上交制作产品一件。8.撰写设计报告；三、 设计总体方案（1）.方案介绍主要芯片有ICL7107和共阳极半导体数码管LED组成。本方案的主要特点是：1.能够直接驱动共阳极的LED显示器，不需要外加驱动原件，使整机线路简化。2.采用+5V和-5V两组电源供电。属于电池控制原件，芯片本身功耗较小。4.显示亮度较高。（2）.系统框图四、单元电路的设计换挡电路换档电路图如下：换挡电路该模块通过配置如图所示的“基准电阻”来采用“比例法”实现多量程电压表，同时采用跳帽来实现换挡，从上到下的档位依此是：200mV档，2V档，20V档。200V档，1000V档。双积分模数转换器（ICL7107）的基本工作原理当输入电压为Vx时，在一定时间T1内对电量为零的电容器C进行恒流（电流大小与待测电压Vx成正比）充电，这样电容器两极之间的电