数字电压表设计

数字电压表设计

目录

数字电压表设计 .............................................................................. 1 第一章 绪论 .................................................................................... 4 1.1. 课题研究的背景及意义 ..................................................... 4 1.2. 数字电压表的研究现状 ..................................................... 5 第二章 方案 .................................................................................... 7 2.1. 主要方案 ............................................................................ 7 2.2. 方案比较及选择 ................................................................ 8 第三章 硬件电路设计 .................................................................... 9 3.1. AD转换电路........................................................................ 9 3.2. 复位电路 ............................................................................ 9 3.3. 时钟电路 .......................................................................... 10 3.4. 显示电路 .......................................................................... 11 3.5. 特殊器件介绍 .................................................................. 12 3.5.1. 主控芯片AT89S51 ................................................... 12 3.5.2. ADC0808 .................................................................... 12 3.5.3. LED ............................................................................ 14 第四章 软件部分设计 .................................................................. 16 4.1. A/D转换子程序 ................................................................ 16 4.2. 显示子程序 ...................................................................... 17 第五章 电路仿真 .......................................................................... 18 5.1. 软件调试 .......................................................................... 18

5.2. 显示结果及误差分析 ....................................................... 18 第六章 系统调试 .......................................................................... 22 6.1. 硬件调试 .......................................................................... 22 6.2. 软件件调试 ...................................................................... 22 6.3. 软硬联调 .......................................................................... 22 结论 .................................................................. 错误!未定义书签。 参考文献 ....................................................................................... 24 致谢 .................................................................. 错误!未定义书签。

第一章 绪论

1.1. 课题研究的背景及意义

数字电压表出现在50年代初,60年代末发起来的电压测量仪表,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。这种电子测量的仪表之所以出现,一方面是由于电子计算机的应用逐渐推广到系统的自动控制实验研究的领域,提出了将各种被观察量活被控制量转换成数码的要求,即为了实现控制及数据处理的需要;另一方面,也是电子计算机的发展,带动了脉冲数字电路技术的进步,为数字化仪表的出现提供了条件。

数字电压表在1952年由美国NLS公司首次创造,它刚开始是4位,50多年年来数字电压表有了不断的进步和提高。数字电压表是从电位差计的自动化过程中研制成功的。开始是4位数码显示,然后是5位、6位显示,而现在发展到7位、8位数码显示;从最初的一两种类型发展到原理不同的几十种类型;从最早的采用维电器、电子管发展到全品体管、集成电路、微处理器化:从一台仪器只能测测1-2种参数到能测几十种参数的多用型;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。数字电压表的体积和功耗越米越小,重量不断变轻,价格也逐步下降,可靠性越米越高,量程范围也逐步扩大。

DVM的高速发展,使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表,数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一,而高准度的DC-DVC的出现,又使DWM进入了精密标准测量领域。随着现代化技术的不断发展,数字电压表的功能和种类将越米越强,越米越多,其使用范围也会越米越广泛。采用智能化的数字仪器也将是必然的趋势,它们将不仅能提高测量准确度,而且提高电测量技术的自动化程序,可以扩展成各种通用数字仪表表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表(如:温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪等)几乎覆盖了电子电工湖量、工业测量、自动化仪表等各个领域。从而提高计量检定人员的工作效率

这个课题的目的和意义在于使自己掌握对数字电压表的理解,自己动手设计

数字电压表与仿真,它可以广泛的应用于电压测量外,通过各种变换器还可以测量其他电量和非电量,测量是一种认识过程,就是用实验的方法将被量和被选用的相同参量进行比较,从而确定它的大小,DVM广泛应用于测量领域每期测量的准确度和可信度取决于它的主要性能和技术指标。所示我们要要学习和掌捏如何设计DVM就显得十分重要。

1.2. 数字电压表的研究现状

中国数字电压表产业发展研究报告阐述了世界数字电压表产业的发展历程,分析

了中国数字电压表产业发展现状与差距,开创性地提出了“新型数字电压表产业”及替代品产业概念,在此基础上,从四个维度即“以人为本”、“科技创新”、“环境友好”和“面向未来”准确地界定了“新型数字电压表产业”及替代产品的内涵。根据“新型数字电压表产业”及替代品的评价体系和量化指标体系,从全新的角度对中国数字电压表产业发展进行了推演和精准预测,在此基础上对中国的行政区划和四大都市圈的数字电压表产业发展进行了全面的研究。

新型数字仪表的发展主要方向:

(1)广泛采用新技术,不断开发新产品,向模块化发展

(2)显示清晰直观,读数准确传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数,在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。数字电压表则采用先进的数显技术,使测量结果一目了然,只要仪表不发生跳读现象,测量结果是唯一的

(3)扩展能力强,测量速度快,抗干扰自能力强

数字电压表,还可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表(DMM)和智能仪表,以满足不同的需要。高档DVM还采用数字滤波、浮地保护等先进技术,进一步提高了抗千扰能力,共模抑制比可达180dB。

(4)分辨率高,测量范围宽

数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值,称为仪表的分辨力,它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。分辨率是指所能显示的最小数字(零除外y与最大数字的百分比。多量程DVM一般可测量0-100v直流电压,配上高压探头还可测上万伏的高压