量程自動切換電壓表

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 西安航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè) 設 計（論 文）論文題目：量程自動切換電壓表所屬系部：指導老師： 職稱： 學生姓名： 班級、學號: 專 業(yè)：西安航空職業(yè)技術(shù)學院制2016年 1 月 10日 西安航空職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文）任務書題目：量程自動切換電壓表 任務與要求：數(shù)字電壓表采用采用數(shù)字化測量技術(shù)把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表與傳統(tǒng)的模擬式儀表比較,具有顯示清晰直觀,讀數(shù)準 確,測量范圍寬，通過發(fā)光二極管來顯示被測電壓所選擇的檔位。輸入的模擬電壓通過A/D轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓,再通過軟件編程的方式使其在LED數(shù)碼顯示器上顯示出來,實現(xiàn)了數(shù)字

2、電壓表的顯示功能。時間： 2015 年 11月 16日 至 2016年 1月 10日 共 8 周所屬系部： 學生姓名： 學 號 專業(yè)： 指導單位或教研室： 指導教師： 職 稱： 西安航空職業(yè)技術(shù)學院制2015年 1月 10 日 畢業(yè)設計(論文)進度計劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導教師簽 字2015.11.06-2015.11.23查找資料，確定論文題目2015.11.24-2015.12.1了解所做課題的意義，熟悉所設計的內(nèi)容。2015.12.02-2015.12.08先設計出大概原理框圖，確定方向然后逐步完善框圖2015.12.09-2015.12.16根據(jù)所設計的原理框圖，詳細

3、的做出量程自動切換電壓表的各個硬件部分2015.12.17-2015.12.24軟件的設計，查看資料做出量程自動切換電壓表所顯示的流程圖2015.12.25-2015.1.1利用軟件設計量程自動切換電壓表的代碼。2015.1.2-2015.1.28完成設計，做出自我評價。2015.1.29-2016.1.10打印并上交。教師對進度計劃實施情況總評 本表作評定學生平時成績的依據(jù)之一量程自動切換的電壓表【摘要】數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精

4、度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片機的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強，可擴展性強、集成方便。目前，由各種單片A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，示出強大的生命力。與此同時，由DVM擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。本論文重點介紹單片A/D 轉(zhuǎn)換器以及由它們構(gòu)成的基于單片機的數(shù)字電壓表的工作原理。關鍵字：量程 電壓表 讀數(shù)Automatic range switching voltage meterAbstract:Voltmeter DVM (digital Digita

5、l) is a digital measurement technology, which uses digital measurement technology to convert the continuous analog quantity (DC input voltage) into discontinuous, discrete digital form and display instrument. The traditional pointer meter is single, low accuracy and can not meet the needs of the dig

6、ital era. It has been widely used in electronic and electrical measurement, industrial automation instrument, automatic test system and so on. In this paper, we focus on the work principle of single chip digital voltage meter based on single chip computer, which can improve the power of DVM, and als

7、o improve the power and non power measurement technology to a new level.Key words: range voltage meter readings目錄141概述1.1數(shù)字電壓表的發(fā)展前景 數(shù)字電壓表作為數(shù)字技術(shù)的成功應用發(fā)展相當快。數(shù)字電壓表（Digital VoIt Me-ter，DVM），以其功能齊全、精度高、靈敏度高、顯示直觀等突出優(yōu)點深受用戶歡迎。特別是以AD轉(zhuǎn)換器為代表的集成電路為支柱，使DVM向著多功能化、小型化、智能化方向發(fā)展。DVM應用單片機控制，組成智能儀表；與計算機接口

8、，組成自動測試系統(tǒng)。 現(xiàn)代數(shù)字電壓表按測量功能可分為直流數(shù)字電壓表和交流數(shù)字電壓表。數(shù)字電壓表一般由模擬部分和數(shù)字部分組成，模擬部分主要功能是獲取電壓并將其轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字量，數(shù)字部分完成邏輯控制、譯碼和顯示等功能。數(shù)字電壓表的核心是A/D轉(zhuǎn)換器，由A/D轉(zhuǎn)換器工作原理的不同，數(shù)字電壓表又可分為逐次比較型和雙積分型。 傳統(tǒng)模擬式電壓表具有電路簡單、成本低、測量方便等特點，但測量精度較差，特別是受表頭精度的限制，即使采用0.5級的高靈敏度表頭，讀測時的分辨力也只能達到半格。再者，模擬式電壓表的輸入阻抗不高，測高內(nèi)阻源時精度明顯下降。 本設計為克服以上缺點選用ICL7

9、135芯片實現(xiàn)雙積分A/D轉(zhuǎn)換，提高精度，它是一種四位半的雙計分A/D轉(zhuǎn)換器，具有精度高（精度相當于14位二進制數(shù)）、價格低廉、抗干擾能力強等優(yōu)點。本設計介紹用單片機并行方式采集ICL7135的數(shù)據(jù)以實現(xiàn)單片機電壓表和小型智能儀表的設計方案。 在當今的數(shù)字時代，從大到空間雷達，地球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，移動通信，計算機，醫(yī)用斷層掃描設備，小到家用計算機，數(shù)碼影像設備，數(shù)字錄音筆，數(shù)碼微波爐等設備中，數(shù)字技術(shù)與數(shù)字電路組成的數(shù)字系統(tǒng)已經(jīng)成為這些現(xiàn)代電子系統(tǒng)的重要組成部分。數(shù)字電壓表正進入一個蓬勃發(fā)展的新時期，一方面它開拓了電子測量領域的先河，另一方面它本身正朝著高準確度、智能化、低成本的方向發(fā)

10、展。此外，數(shù)字電壓表在安裝工藝、外觀設計、安全性、可靠性等方面也在不斷改進，日臻完善。專心-專注-專業(yè)1.2電路組成及工作原理本設計以單片機作為電路的核心部件,采用軟件編程和硬件相結(jié)合的方式設計了一種量程可以自動切換且具有高清晰度顯示的數(shù)字式直流電壓表。其硬件電路簡單,主要用軟件編程的方式檢測輸入信號的大小來實現(xiàn)數(shù)字電壓表的量程自動切換功能,在硬件電路上通過發(fā)光二極管來顯示被測電壓所選擇的檔位。輸入的模擬電壓通過A/D轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓,再通過軟件編程的方式使其在LED數(shù)碼顯示器上顯示出來,實現(xiàn)了數(shù)字電壓表的數(shù)字顯示功能。電路的組成框圖如圖1-1所示,電路主要有檔位自動切換電路、A/D

11、轉(zhuǎn)換電路,顯示電路與單片機及其外圍電路組成。 圖1-1電路組成框圖 1.3檔位自動切換電路利用電壓衰減器、繼電器與單片機軟件編程相結(jié)合來實現(xiàn)電路的檔位自動切換功能。該電路主要有四個檔位,它們分別是2.5V、5.0V、10.0V和20.0V檔。為了計算方便,本設計中A/D轉(zhuǎn)換模塊的VREF設定為2.55V,因此為了檢測大于2.55V的直流電壓,必須在輸入端引入電壓衰減器,將輸入電壓信號變換到02.55V之間,通過軟件判斷檔位,在自動切換檔位后將A/D轉(zhuǎn)換模塊得到的數(shù)值放大相同的倍數(shù)在LED數(shù)碼顯示器上通過動態(tài)掃描的方式顯示電壓衰減器的設計方案有兩種,一種是用精密電阻構(gòu)成的分壓器,電路如圖1-2(

12、a)所示;另一種是利用多個電位器并聯(lián),調(diào)節(jié)各個電位器而得到衰減電壓,再通過電位器的中間抽頭輸出衰減后的電壓值,電路如圖1-2(b)所示,該衰減器避免了前一種衰減器由于電阻精密性不高而引入的測量誤差,因此,本電路設計選擇圖1-2(b)所示的電壓衰減器。當被測電壓Vx在020V范圍內(nèi)變化時,經(jīng)過電壓衰減器均可以把它轉(zhuǎn)換為02.55V之間作為A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓,再通過單片機編程來實現(xiàn)檔位。 (a) 精密電阻構(gòu)成分壓器 (b) 并聯(lián)電位器 圖1-2電壓衰減器1.4A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換電路主要利用ADC0809和單片機相連,根據(jù)ADC0809的時序圖通過軟件編程的方式啟動A/D轉(zhuǎn)換電路,實現(xiàn)A

13、/D轉(zhuǎn)換功能。ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。帶8個模擬量輸入通道,有通道地址譯碼鎖存器,輸出帶三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器。啟動信號為脈沖啟動方式,最大可調(diào)誤差為±1LSB。ADC0809內(nèi)部設有時鐘電路,故CLK時鐘需由外部輸入,clk允許范圍500kHz1MHz。START信號端的脈沖由單片機的P3.4產(chǎn)生啟動ADC0809,由P3.6設置ADC0809有效,即P3.6為高電平時ADC0809有效,P3.7作為轉(zhuǎn)換結(jié)束標志,轉(zhuǎn)換結(jié)束P3.6變?yōu)榈碗娖?。通過軟件實現(xiàn)了ADC0809的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。圖1-3 A/D轉(zhuǎn)換電路圖1.5顯示電路顯示電路主要由共陰極LED七段數(shù)碼顯示器和單片

14、機的并行I/O口組成,單片機的P2口作為段碼輸出端口,P1口的低四位作為數(shù)碼顯示器的位碼選通端子。實現(xiàn)測量結(jié)果的顯示,具體電路如圖3中所示1.6時鐘電路和復位電路時鐘電路由片外石英晶體、微調(diào)電容和單片機的內(nèi)部電路組成。選用12MHz晶體,微調(diào)電容C1、C2采用30pF的瓷片電容,單片機的復位電路有開關復位和上電復位兩種,本設計采用開關復位電路,電解電容C3=10F,電阻R8=200,R9=1k,在單片機工作時復位電路中按鍵按下后單片機內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)值。2 系統(tǒng)各部分的組成電路2.1 高精度程控放大電路程控放大電路如圖2-1所示。該電路由輸入失調(diào)電壓小、溫漂和時漂小、低噪聲的集成運算

15、放大器OP07及通用運算放大器LM358和模擬電子開關CD4052 組成, 其增益CD4052 A 、B 兩端的數(shù)字量來控制。由于模擬電子開關的導通電阻R on 以及它的不穩(wěn)定性一直是影響程控放大器放大精度的癥結(jié)所在, 所以我們在設計中將切換量程電阻和模擬電子開關置于OP07 運放的閉環(huán)回路中,這樣就利用了運放的高增益特性和反饋性,使模擬電子開關的導通電阻及其溫度系數(shù)對放大器增益的影響基本上得以消除, 而放大器的增益A1 僅取決于反饋電阻RF 和R0 R。A1 =-RF/ R0 , A 2 = -1 , 放大器的總增益A =A1·A2 =RF/ R 。當我們將RF 選用多圈可調(diào)電阻時

16、, 圖2 所示的電路就形成了四量程控制的放大器。當CD4052 的B 、A 端給定為00 、01 、10 、11 時, 調(diào)節(jié)RF1 、RF2 、RF3 、RF4使得放大器的總增益A 分別為1 、0 .1 、0 .01 、0 .005 使之與量程2V 、20V 、200V 、500V 一一對應。另外, 為了提高系統(tǒng)的輸入電阻, 可在輸入端加個電壓跟隨器。圖2-1 程控放大電路 2.2 超/欠量程的識別分析IC L7135內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖,發(fā)現(xiàn)該芯片內(nèi)具有超/欠量程識別電路,其中第28腳為欠量程信號輸出腳,該腳若輸出高電平則表示讀數(shù)小于或等于滿量程的9 %,發(fā)出欠量程信號;正常應是低電平。第27腳為

17、超量程信號輸出腳, 該腳若輸出高電平則表示輸入電壓超過2.0000V,發(fā)出超量程信號;正常應為低電平。圖2-2超/欠量程內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖2.3量程程控制電路該電路由兩塊三3輸入與非門(型號為74LS10)和一塊雙時鐘加/減計數(shù)器CD40193構(gòu)成。其作用是按輸入條件信號(過量程信號OR, 欠量程信號UR , 原量程控制信號An 、Bn和換程脈沖信號CP)進行組合, 產(chǎn)生滿足下面要求的量程控制信號An +1 、Bn+1 :有幾檔量程,就有幾種對應的不同的量程控制信號, 在任何時刻都不允許有一個以上量程同時有效;過量程時, 量程控制信號應由低向高變化,已在最高量程仍過量程時, 則維持最高量程不變;欠

18、量程時, 量程控制信號應由高向低改變, 已在最低量程仍欠量程時, 則維持最低量程不變;量程合適時, 維持原量程不變;每檔量程都能達到并且保持。根據(jù)以上所要求, 得到表1 所列的邏輯真值表。從真值表可見圖2-1所示電路完全實現(xiàn)了上述設計的要求.表2-1換程控制信號邏輯真值2.4 小數(shù)點切換電路小數(shù)點切換電路如圖2-3所示。其中模擬電子開關CD4052 的一半用來進行小數(shù)點切換, 另一半用于程控放大電路中量程切換。因此小數(shù)點切換與量程切換是同步的, 從而達到數(shù)字直讀之目的。另外由于TD1913 型數(shù)字電壓表的顯示器是 共陽極式的, 所以圖2-3 所示的電路是能滿足要求的, 該電路的真值表如表2-2

19、所列。 圖2-3小數(shù)點切換電 表2-2小數(shù)點切換電路的真值表 3 硬件電路設計8路數(shù)字電壓表應用系統(tǒng)硬件電路由單片機、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)碼管顯示電路和按鍵處理電路等組成，電路原理圖如圖31所示。圖3-1 硬件電路原理圖ADC0809具有8路模擬量輸入通道IN0-IN7,通過3位地址輸入端C、B、A（引腳23-25）進行選擇。引腳22為地址鎖存控制端ALE,當輸入為高電平時，C、B、A引腳輸入的地址鎖存于ADC0809內(nèi)部是鎖存器中，經(jīng)內(nèi)部譯碼電路譯碼選中相應的模擬通道。引腳6為啟動轉(zhuǎn)換控制端START，當輸入一個2s寬的高電平脈沖時，就啟動ADC0809開始對輸入通道的模擬量進行轉(zhuǎn)換。引腳7為A

20、/D轉(zhuǎn)換器，當開始轉(zhuǎn)換時，EOC信號為低電平，經(jīng)過一段時間，轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC輸出高電平，轉(zhuǎn)換結(jié)果存放于ADC0809內(nèi)部的輸出數(shù)據(jù)寄存器中。引腳9腳為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制端OE，當OE為高電平時，存放于輸出數(shù)據(jù)鎖存器中的數(shù)據(jù)通過ADC0809的數(shù)據(jù)線D0D7輸出。引腳10為ADC0809的時鐘信號輸入端CLOCK。在連接時，ADC0809的數(shù)據(jù)線D0D7與AT89S52的P0口相連接，ADC0809的地址引腳、地址鎖存端ALE、啟動信號START、數(shù)據(jù)輸出允許控制端OE分別與AT89S52的P2相連接，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC與AT89S52的P3.7相連接。時鐘信號輸入端CLOC

21、K信號，由單片機的地址鎖存信號ALE得到。LED數(shù)碼管采用動態(tài)掃描方式連接，通過AT89S52的P1口和P3.0P3.3口控制。P1口為LED數(shù)碼管的字段碼輸出端，P3.0P3.3口為LED數(shù)碼管的位選碼輸出端，通過三極管驅(qū)動并反相。S1和S2是兩個按鍵開關，分別與單片機的P3.5和P3.6相連接。S1用于單路顯示或多路循環(huán)顯示轉(zhuǎn)換控制，S2用于單路顯示時的通道選擇。4 軟件設計量程自動切換數(shù)字電壓表的軟件設計采用單片機常用的匯編語言,主要包括三個部分,即主程序部分、檔位切換部分和LED數(shù)碼顯示器的顯示部分。其軟件設計流程圖如圖4-1、4-2、4-3所示。 圖4-1 主程序 圖4-2 顯示子程

22、序圖 圖4-3 量程自動化切換程4.1主程序主程序設計的軟件流程圖如圖4-1(a)所示,在A/D模塊啟動子程序中,主要根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換模塊的時序圖設置單片機的各引腳電平來啟動ADC0809。判斷部分主要是通過A/D轉(zhuǎn)換模塊采集到的電壓值與檔位值進行比較來選擇數(shù)字電壓表的檔位,再通過檔位處理子程序?qū)/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的電壓值進行處理,然后在數(shù)碼顯示器上顯示出來。4.2 LED送顯子程序LED數(shù)碼管采用軟件譯碼動態(tài)掃描方式。在顯示子程序中包含多路循環(huán)顯示和單路顯示程序。多路循環(huán)顯示把8個存儲單元的數(shù)值依次取出送到4位數(shù)碼管上顯示，每一路顯示1秒。單路顯示程序只對當前選中的一路數(shù)據(jù)進行顯示。每路數(shù)據(jù)

23、顯示需經(jīng)過轉(zhuǎn)換變成十進制BCD碼，放于4個數(shù)碼管的顯示緩沖區(qū)中。單路顯示或多路循環(huán)顯示通過標志位00H控制。在顯示控制程序中加入了對單路或多路循環(huán)按鍵和通道選擇按鍵的判斷。圖4-4 LED送顯子程序 C語言源程序清單#include <stdio.h>#include <AT89x52.h>#include <intrins.h> /調(diào)用_nop_()延時函數(shù)#define ad_con P2 /0809控制口#define addata P0 /0809數(shù)據(jù)入口#define disdata P1 /數(shù)碼管顯示#define uchar unsigned

24、char#define uint unsigned intuchar number=0x00; /存放單通道顯示時的當前通道數(shù)sbit ALE=P23; /0809地址鎖存信號sbit START=P24; /啟動信號sbit OE=P25; /輸出允許通道sbit KEY1=P35; /循環(huán)或單路選擇按鍵sbit KEY2=P36; /通道選擇按鍵sbit EOC=P37; /轉(zhuǎn)換結(jié)束信號sbit DISX=disdata7;/小數(shù)點位sbit FLAG=PSW0; /循環(huán)或單路顯示標志位Uchar code dis_711=0x3F,0x06,0x5B,0X4F,0x66,0x6D,0x7

25、D,0x07,0x7E,0x6F,0x00;/數(shù)碼管的字段碼uchar code scan_con4=0xF1,0xF2,0xF4,0xF8;/4個LED數(shù)碼管的位選Uchar data ad_data8=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;/0809的8個通道轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)緩沖區(qū)uchar data dis5=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;/顯示緩沖區(qū)/*主函數(shù)*/ main() P0=0xff; /初始化端口 P2=0x00; P1=0xff; P3=0xff; while(1) test();/測量轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) scan();/顯示數(shù)

26、據(jù) /*1秒延時*/delay1ms(uint t)uint i,j;for (i=0;i<t;i+)for (j=0;j<120;j+);/*檢測按鍵子程序*/keytest()if (KEY1=0) /檢測循環(huán)或單路選擇按鍵是否按下FLAG=!FLAG; /標志位取反，循環(huán)，單路顯示卻換 while(KEY1=0);if(FLAG=1) /單路循環(huán)時，檢測通道選擇按鍵是否按下if(KEY2=0) number+; if(number=8) number=0; while(KEY2=0); /*顯示掃描子程序*/ scan() uchar k,n; int h; if(FLAG=

27、0) /循環(huán)顯示子程序 dis3=0x00; /通道值清零 for(n=0;n<8;n+) /循環(huán)8次 dis2=ad_datan/51; /轉(zhuǎn)換為BCD碼 dis4=ad_datan%51; dis4=dis4*10; dis1=dis4/51; dis4=dis4%51; dis4=dis4*10; dis0=dis4/51; for(h=0;h<500;h+) /每個通道顯示時間控制為1s for(k=0;k<4;k+) /4位LED循環(huán)顯示 disdata=dis_7disk; if(k=2) DISX=0; P3=scan_conk; delay1ms(1); P3

28、=0xff; dis3+; /通道值加1 keytest(); /檢測按鍵 if(FLAG=1) /單路顯示子程序 dis3=number; for(k=0;k<4;k+)/4位LED掃描顯示 disdata=dis_7disk; if(k=2) DISX=0; P3=scan_conk; delay1ms(1);P3=0xff; keytest(); /檢測按鍵 /*轉(zhuǎn)換子函數(shù)*/test() uchar m; uchar s=0x00; /初始通道位0 ad_con=s;/第一通道地址送0809控制口 for(m=0;m<8;m+) ALE=1;_nop_();_nop_();

29、ALE=0;/鎖存通道地址 START=1;_nop_();_nop_();START=0;/啟動轉(zhuǎn)換 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); while(EOC=0);/等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 OE=1;ad_datam=addata;OE=0;/讀取當前通道轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) s+;ad_con=s;/改變通道地址 ad_con=0x00;/通道地址恢復初值 4.3檔位自動切換子程序檔位自動切換子程序的軟件流程圖如圖4-3所示,該程序的設計主要對A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)和該檔位的數(shù)據(jù)進行比較進行檔位的選擇,再通過計算將十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù),存儲在50H53H四個單元中,然后再通

30、過調(diào)用送顯子程序?qū)⑵湓跀?shù)碼顯示器上顯示出來。利用單片機編程控制數(shù)字電壓表的量程自動切換和顯示功能,不僅使整個硬件電路的設計使用的元器件數(shù)量減少,而且調(diào)節(jié)起來也較為方便,整個系統(tǒng)性能也更加穩(wěn)定。實驗結(jié)果表明,該數(shù)字電壓表實現(xiàn)了量程自動切換功能和高清晰度數(shù)字顯示功能,且性價比較高,有較強的適用性。它是0+20V的單量程數(shù)字電壓表,在此基礎上還可以進一步的擴展,讓電路具有更好更強大的功能。如器還可以實現(xiàn)更多檔位的量程自動切換功能,配上高壓探頭還可測上萬伏的高壓,在電壓輸入端加反向器即可實現(xiàn)負電壓的測量。為了提高測量的精度還可在A/D轉(zhuǎn)換電路部分采用12位或24位A/D轉(zhuǎn)換器件。:利用電壓衰減器還可以

31、實現(xiàn)更多檔位的量程自動切換功能,配上高壓探頭還可測上萬伏的高壓,在電壓輸入端加反向器即可實現(xiàn)負電壓的測量。為了提高測量的精度還可在A/D轉(zhuǎn)換電路部分采用12位或24位A/D轉(zhuǎn)換器件。5常見故障及其調(diào)查方法在計量前，先要對表進行機械調(diào)零:旋轉(zhuǎn)電表零點調(diào)整螺絲，使表針指示零。在計量中，我們最常遇到的故障現(xiàn)象有如下幾種:5.1電壓表的全部量程呈線性超差對于輸人頻率為1kHz、不同大小幅值的信號，電壓表的所有幅值測量量程均呈偏大或偏小的現(xiàn)象。這時應主調(diào)可變電位器vR102，它位于表頭放大器電路部分;兼顧調(diào)節(jié)電位器vR101，它位于電路中第一衰減器部分。打開機殼，這兩個電位器明顯可見且都有數(shù)字標明。具體

32、的調(diào)整方法如圖5-1、表5-1所示。圖5-1 儀表連接圖表5-1 調(diào)整方法表5.2量程呈非線性超差根據(jù)圖5-1所示若表的量程呈非線性超差時，就會出現(xiàn)如下情況:即在某一量程以上，表對幅值測量的結(jié)果偏大，在此量程以下則測量結(jié)果偏小;或反之。在采用上述方法進行調(diào)整之后仍無濟于事時，那么就應斷定，最有可能的情況是控制各量程的電子開關電路發(fā)生了故障，需要維修電壓表。若部分小量程超差(幾十毫伏以下)時，則應該檢查并保證輸人電源是否接地;若無接地線時機殼與地無法相接，則產(chǎn)生的小干擾信號就無法通過機殼消除，而被串到電路中，雖然是微信號但由于VT系列的電壓表靈敏度較高，所以，這種干擾信號就對小量程測量的準確性產(chǎn)

33、生了嚴重的影響，一般使幅值測量結(jié)果偏大，甚至有打表現(xiàn)象。若只是最小量程超差(一般也為偏大)，例如只是0.31llV或1mV超差，并且電源接地良好，這時應檢測一下電壓表的殘余電壓是否過大:將輸人端子的信號短接，例如用夾子線將兩夾短接，使輸入信號幅值為零，此時，電壓表的讀數(shù)值按指標應低于30林V;若超出此值，那么殘余電壓就會對最小量程的準確測量產(chǎn)生影響，這種情況就無法進行調(diào)整，而需要對表的電路設計進行改進。另外，還應注意的是，在計量時要用屏蔽性能好的測試線，以消除外界干擾信號對小幅值測量的影響作用。5.3頻響測量超差及其調(diào)整方法電壓表的頻響特性也是判斷其性能好壞的關鍵。如前所述，VT系列的電壓表頻

34、率范圍從roHz一IMHz。在計量其頻響時，我們以輸入IkHz、0.9V的正弦信號變?yōu)榛鶞?，幅值保持不變，而依次改變輸入信號的頻率，若表因輸人信號的頻率變化而幅值的偏移超出了指標范圍，即為頻響超差。此時，我們應調(diào)整可變電容TC101，它位于第一衰減器電路中。具體的調(diào)整方法如圖5-1所示54使用注意事項除了能夠準確地調(diào)整電壓表外，為確保電壓表測量的準確性，我們在平時也應該注意正確地使用電壓表。a)開機后應先預熱幾分鐘；b)測量中，GNDMODE應設定為GND的狀態(tài)，保證通道的接地端子與外殼地相連，以免出現(xiàn)浮地狀態(tài)；c)勿將電壓表放置于強電磁場中；d)在測量時，應先設置表的量程，然后再輸人信號，并

35、保證信號幅值不大于表的量程；e)保證表和電源的接地良好。除此之外，在計量中有時人也會被機殼電擊，這可能是因表的絕緣不良或內(nèi)部電源部分漏電所致,電源接在一起，以免損壞儀器。結(jié)束語完成情況：本次畢業(yè)設計到現(xiàn)在有兩個多月，回顧著些天我感到學到了很多東西，在寫這個心得的時候，我想就這些天的收獲，說一說自己內(nèi)心的想法。本設計的是一個數(shù)字電壓表簡稱DVM,是采用數(shù)字化測量技術(shù),把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。與傳統(tǒng)的模擬式儀表比較,具有顯示清晰直觀,讀數(shù)準確,測量范圍寬,擴展功能強等優(yōu)點。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點?？偨Y(jié)本文的研究工作，主

36、要做了下面幾點工作：一、通過查閱大量的相關資料，詳細了解了數(shù)字電壓表采用數(shù)字化測量技術(shù)轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的數(shù)字形式，了解了數(shù)字電壓表的現(xiàn)狀，清楚地了解了數(shù)字電壓表與其它數(shù)字電壓表相比較有那些優(yōu)點，明確了研究目標。并且通過對單片機資料的查閱和應用，更進一步增加了對單片機知識的理解和運用能力。并證實了自己的思路：“查資料思考總結(jié)運用找出差錯，再查資料和向別人詢問再次運用”的正確性。二、本文設計的LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。三、本文列出了系統(tǒng)具體的硬件設計方案,硬件結(jié)構(gòu)電路圖，軟件流程圖和具體C語言程序設計與調(diào)試等方面。四、在這次畢業(yè)設計的過程中學會了單片機的基本使用，感到單片機對電子信息專業(yè)的同學來說是一門很有用的課程。五、通過這次畢業(yè)設計，重新復習并進一步增強了思考