四位半電壓表

1、四位半多功能數(shù)字表一基本要求：在Proteus平臺上設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)一臺四位半多功能數(shù)字電壓表直流電壓測量，并具有極性判斷和自動量程轉(zhuǎn)換功能。1. 直流電壓測量：每秒等效采樣次數(shù)3次推薦檔位：I檔（20mV檔）：最小電壓分辨率：2VII檔（200mV檔）：最小電壓分辨率：20VIII檔（2V檔）：最小電壓分辨率：0.2mVIV檔（20V檔）：最小電壓分辨率：2mV2. *交流電壓測量：最高頻率<=10KHz的正弦波I檔（20V檔）：最小電壓分辨率：20mVII檔（200V檔）：最小電壓分辨率：200mV3. *交流參數(shù)測量：頻率、有效值、峰值4. 第1項(xiàng)為基本要求內(nèi)容，帶有“*”的2、3項(xiàng)

2、為選做內(nèi)容。5. 只能采用通用A/D、集成運(yùn)放IC、51單片機(jī)等器件，不準(zhǔn)使用專用電壓測量集成電路完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。6. 推薦一個參考的系統(tǒng)組成框圖如下：其中第一級的前置放大級推薦采用AD8551自穩(wěn)零斬波運(yùn)算放大器。設(shè)計(jì)過程：包括元器件選型依據(jù)（如前置放大器的設(shè)計(jì)、A/D分辨率的選擇、放大器及濾波器設(shè)計(jì)、采樣率計(jì)算、電源設(shè)計(jì)等）、理論分析及參數(shù)計(jì)算、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（書面）。系統(tǒng)框圖、元件選型、理論計(jì)算、模塊電路設(shè)計(jì)二 系統(tǒng)框圖整體框圖數(shù)字電路部分和模擬電路量程初判模塊整體電路： 1 .電壓極性檢測電路電壓極性檢測電路采用過零比較器檢測負(fù)電壓的方式實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)算放大器LM324的反向端接地，同向端通過10

3、0K電阻接輸入信號。當(dāng)輸入的測量信號為負(fù)時比較器翻轉(zhuǎn)，輸出端經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換成TTL信號后送給單片機(jī)PA7端口檢測，通常情況下輸出為高電平，為正電壓狀態(tài)。                                     

4、60;                   2. 電壓范圍粗測電路為了粗略地得到被測量的電壓范圍我們采用多組比較器的方式，通過階梯式比較的方法確定輸入電壓的范圍。其具體電路如下圖（2.2.5）所示。3. 量程切換電路量程切換電路包括電壓放大電路和無零漂小信號放大電路。電壓變換電路電壓變換電路由衰減電阻、切換繼電器和運(yùn)算放大器組成，對應(yīng)的是衰減1/2、1/3、1/4和無零漂放大50倍，切換電路如圖（2.2.7

5、）所示。電壓變換到0-5V標(biāo)準(zhǔn)信號后，再由A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行采樣，最后由單片機(jī)算法還原。4.差分放大電路：對輸入的電壓進(jìn)行去除同模干擾。5.50hz陷波器：電路設(shè)計(jì)，目的是濾去工頻交流點(diǎn)，因?yàn)殡姳矶嘤晒ゎl電源提供，在50HZ頻率段電壓干擾很大，所以要濾去。陷波器的頻譜分析圖：綠色為幅頻響應(yīng)，紅色為相位。運(yùn)放模塊1|2放大電路；100倍放大器：測試輸出：輸入10V:輸入5V輸入2V：2V輸入800mv800mv輸入80mv：輸入8mv：單片機(jī)外圍電路2.軟件程序流程圖單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件流程如圖所示。  三 使用器件單片機(jī)系統(tǒng)是以89C51單片機(jī)為核心；信號采集與量程轉(zhuǎn)換電路是由0

6、P一07和模擬開關(guān)CD4051所組成；積分比較與自動回零電路是由雙積分型AD轉(zhuǎn)換器和過零比較器所組成；開關(guān)邏輯控制電路主要元件是模擬開關(guān)CD4051；顯示采用了1602字符型液晶顯示器：基準(zhǔn)電壓是由TL431穩(wěn)壓所得。采用雙電源可以實(shí)現(xiàn)的數(shù)模隔離。/*作品 :*/#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define addo (20.0/65535.0)#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned long temp;bit sys=0;sbit RS =

7、P10;sbit RW = P11;sbit E = P12;sbit CS = P30;sbit BYTE=P13;sbit BUSY=P14;sbit RC = P15; sbit S1 =P16;sbit S2 =P17;unsigned char num18 = 0;unsigned char num2 = "Voltage: "/-延時-void delay(int ms)int x,y;for(x=ms;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);/-bit lcd_bz()bit result;RS = 0;RW = 1;E = 1;_nop

8、_();_nop_();_nop_();_nop_();result = (bit)(P2 & 0x80);E= 0;return result;/-寫命令-void lcd_wcmd(unsigned char cmd)while(lcd_bz();/判斷LCD是否忙碌RS= 0;RW = 0;E = 0;_nop_();_nop_();P2 = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E = 0;/-寫數(shù)據(jù)-void lcd_wdat(unsigned char dat)wh

9、ile(lcd_bz();/判斷LCD是否忙碌RS = 1;RW = 0;E = 0;P2 = dat;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E = 0;/-液晶初始化-void lcd_init()lcd_wcmd(0x38);delay(1);lcd_wcmd(0x0c);delay(1);lcd_wcmd(0x06);delay(1);lcd_wcmd(0x01);delay(1);void lcd_pos(unsigned char pos)lcd_wcmd(pos + 0x80);/

10、ADS7825讀函數(shù)uint ADS7825_READ() uchar temp1,temp2; CS = 0; RC = 1; RC = 0; RC = 1; while(BUSY=0); RC = 1; BYTE = 0; temp1 = P0;if(temp1 & 0X80)=0)temp1 = P0; BYTE = 1; temp2 = P0; CS = 1;sys=1;else temp1 = P0; BYTE = 1; temp2 =P0; CS = 1;sys=0; return (int)(temp1<<8)|temp2); void HEXTOBCD()

11、/uint temp; temp = (unsigned long )(ADS7825_READ()*addo*1000000);/temp11=temp; num10 = temp/10000000+0X30; num11 = temp%10000000/1000000+0X30;/num12 ='.' num12 = temp%1000000/100000+0X30; num13 = temp%100000/10000+0X30; num14 = temp%10000/1000+0X30; num15 = temp%1000/100+0x30; num16 = temp%1

12、00/10+0X30; num17 = temp%10+0X30;/-主函數(shù)-void main(void)unsigned char i;S1=0;S2=0;lcd_init(); / 初始化LCDdelay(20); /設(shè)置顯示位置 lcd_pos(0x00); while(i<16)lcd_wdat(num2i);delay(2);i+;while(1)uchar flage=0; /flage=0為檔位不合適i = 0;S1=0;S2=0;HEXTOBCD();if (flage=0)if(temp>200000)lcd_pos(0x40);/delay(2);lcd_wd

13、at('1');/顯示字符lcd_pos(0x43);/delay(2);if(sys=0)lcd_wdat('-');delay(2);else if (sys=1)lcd_wdat('+');delay(2);/lcd_wdat(num10);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num11);/顯示字?delay(2);lcd_wdat(num12);/顯示字符delay(2);lcd_wdat('.');/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num13);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num

14、14);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num15);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num16);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num17);/顯示字符delay(2);lcd_wdat('v');flage=1;else S1=0;S2=1;delay(50);HEXTOBCD();if (flage=0)if(temp>200000)&&(temp<2000000)lcd_pos(0x40);/delay(2);lcd_wdat('2');/顯示字符lcd_pos(0x43);lcd_

15、pos(0x43);if(sys=0)lcd_wdat('-');delay(2);else if (sys=1)lcd_wdat('+');delay(2);lcd_wdat(num10);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num11);/顯示字?delay(2);lcd_wdat('.');/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num12);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num13);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num14);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num15);/顯

16、示字符delay(2);lcd_wdat(num16);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num17);/顯示字符delay(2);lcd_wdat('v');flage=1;else S1=1;S2=0;delay(50);HEXTOBCD();if (flage=0)if(temp>200000)&&(temp<2000000)lcd_pos(0x40);/delay(2);lcd_wdat('3');/顯示字符lcd_pos(0x43);lcd_pos(0x43);if(sys=0)lcd_wdat('-&#

17、39;);delay(2);else if (sys=1)lcd_wdat('+');delay(2);lcd_wdat(num11);/顯示字?delay(2);lcd_wdat(num12);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num13);/顯示字符delay(2);lcd_wdat('.');/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num14);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num15);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num16);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num17);/顯示字符del

18、ay(2);lcd_wdat('m');delay(2);lcd_wdat('v');flage=1;else S1=1;S2=1;delay(50);HEXTOBCD();if (flage=0)if(temp<2000000)lcd_pos(0x40);/delay(2);lcd_wdat('4');/顯示字符lcd_pos(0x43);lcd_pos(0x43);if(sys=0)lcd_wdat('-');delay(2);else if (sys=1)lcd_wdat('+');delay(2);/lcd_wdat(num10);/顯示字符delay(2);lcd_wd