量程自動切換電壓表-供參考

1、 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）論文題目：量程自動切換電壓表所屬系部：指導(dǎo)老師： 職稱： 學(xué)生姓名： 班級、學(xué)號: 專 業(yè)：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2016年 1 月 10日 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目：量程自動切換電壓表 任務(wù)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(zhǔn) 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(shí)現(xiàn)了數(shù)字電壓表的顯示功能。時間：

2、2015 年 11月 16日 至 2016年 1月 10日 共 8 周所屬系部： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號 專業(yè)： 指導(dǎo)單位或教研室： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2015年 1月 10 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)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(shè)計(jì)的內(nèi)容。2015.12.02-2015.12.08先設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的原理框圖，詳細(xì)的做出量程自動切換電壓表的

3、各個硬件部分2015.12.17-2015.12.24軟件的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)量程自動切換電壓表的代碼。2015.1.2-2015.1.28完成設(shè)計(jì)，做出自我評價(jià)。2015.1.29-2016.1.10打印并上交。教師對進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評 本表作評定學(xué)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、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的

4、需求，采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、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(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力。與此同時，由DVM擴(kuò)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(diǎn)介紹單片A/D 轉(zhuǎn)換器以及由它們構(gòu)成的基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表的工作原理。關(guān)鍵字：量程 電壓表 讀數(shù)Automatic range switching voltage meterAbstract:Voltmeter DVM (digital Digital) is a digit

5、al 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 digital era. It

6、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 also improve the

7、 power and non power measurement technology to a new level.Key words: range voltage meter readings目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc6604 1概述 PAGEREF _Toc6604 1 HYPERLINK l _Toc27483 1.1數(shù)字電壓表發(fā)展前景 PAGEREF _Toc27483 1 HYPERLINK l _Toc27483 1.2電路組成及工作原理 PAGEREF _Toc27483 1 HYPERLINK l _Toc27483 1.3檔位自動

8、切換電路 PAGEREF _Toc27483 1 HYPERLINK l _Toc10165 1.4A/D轉(zhuǎn)換電路 PAGEREF _Toc10165 2 HYPERLINK l _Toc11907 1.5顯示電路 PAGEREF _Toc11907 3 HYPERLINK l _Toc16872 2 系統(tǒng)各部分的組成電路 PAGEREF _Toc16872 3 HYPERLINK l _Toc415 2 .1 高精度程控放大電路 PAGEREF _Toc415 3 HYPERLINK l _Toc31863 2 .3 量程控制電路 PAGEREF _Toc31863 4 HYPERLINK

9、l _Toc20605 2 .4 小數(shù)點(diǎn)切換電路 PAGEREF _Toc20605 5 HYPERLINK l _Toc16905 3硬件電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc16905 7 HYPERLINK l _Toc32448 4軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc32448 8 HYPERLINK l _Toc23884 4.1主程序 PAGEREF _Toc23884 10 HYPERLINK l _Toc16704 4.2 LED送顯子程序 PAGEREF _Toc16704 10 HYPERLINK l _Toc11080 4.3檔位自動切換子程序 PAGEREF _Toc110

10、80 10 HYPERLINK l _Toc26611 5常見故障及其調(diào)查方法 PAGEREF _Toc26611 11 HYPERLINK l _Toc28638 5.1電壓表的全部量程呈線性超差 PAGEREF _Toc28638 11 HYPERLINK l _Toc29524 5.2量程呈非線性超差 PAGEREF _Toc29524 13 HYPERLINK l _Toc15969 5.3頻響測量超差及其調(diào)整方法 PAGEREF _Toc15969 13 HYPERLINK l _Toc15969 5.4使用注意事項(xiàng)14 HYPERLINK l _Toc16036 結(jié)束語 PAGER

11、EF _Toc16036 15 HYPERLINK l _Toc13453 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc13453 171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(yīng)用發(fā)展相當(dāng)快。數(shù)字電壓表（DigitalVoItMe-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(diǎn)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(yīng)用單片機(jī)控制，組成智能儀表；與計(jì)算機(jī)接口，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

12、獲取電壓并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)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(diǎn)，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(dá)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(shè)計(jì)為克服以上缺點(diǎn)選用ICL7135芯片實(shí)現(xiàn)雙積分A/D轉(zhuǎn)換，提高精度，它是一種四位半的雙計(jì)分A/D轉(zhuǎn)換器，具有精度高（精度相當(dāng)于14位二進(jìn)制數(shù)）、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)介紹用單片機(jī)并行方式采

13、集ICL7135的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)電壓表和小型智能儀表的設(shè)計(jì)方案。在當(dāng)今的數(shù)字時代，從大到空間雷達(dá)，地球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，移動通信，計(jì)算機(jī)，醫(yī)用斷層掃描設(shè)備，小到家用計(jì)算機(jī)，數(shù)碼影像設(shè)備，數(shù)字錄音筆，數(shù)碼微波爐等設(shè)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(jìn)入一個蓬勃發(fā)展的新時期，一方面它開拓了電子測量領(lǐng)域的先河，另一方面它本身正朝著高準(zhǔn)確度、智能化、低成本的方向發(fā)展。此外，數(shù)字電壓表在安裝工藝、外觀設(shè)計(jì)、安全性、可靠性等方面也在不斷改進(jìn)，日臻完善。1.2電路組成及工作原理本設(shè)計(jì)以單片機(jī)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(shè)計(jì)了一種量程

14、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(shí)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(shí)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轉(zhuǎn)換電路,顯示電路與單片機(jī)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(jī)軟件編程相結(jié)合來實(shí)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

15、、5.0V、10.0V和20.0V檔。為了計(jì)算方便,本設(shè)計(jì)中A/D轉(zhuǎn)換模塊的VREF設(shè)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(shè)計(jì)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(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,

16、本電路設(shè)計(jì)選擇圖1-2(b)所示的電壓衰減器。當(dāng)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(jī)編程來實(shí)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(jī)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(shí)現(xiàn)A/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(shè)有時鐘電路,

17、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(jī)的P3.4產(chǎn)生啟動ADC0809,由P3.6設(shè)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(biāo)志,轉(zhuǎn)換結(jié)束P3.6變?yōu)榈碗娖健Ｍㄟ^軟件實(shí)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)碼顯示器和單片機(jī)的并行I/O口組成,單片機(jī)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(shí)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(fù)位電路時鐘電路由片外石英晶體、微調(diào)電容和單片機(jī)的內(nèi)部電路組成

18、。選用12MHz晶體,微調(diào)電容C1、C2采用30pF的瓷片電容,單片機(jī)的復(fù)位電路有開關(guān)復(fù)位和上電復(fù)位兩種,本設(shè)計(jì)采用開關(guān)復(fù)位電路,電解電容C3=10F,電阻R8=200,R9=1k,在單片機(jī)工作時復(fù)位電路中按鍵按下后單片機(jī)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(yùn)算放大器OP07及通用運(yùn)算放大器LM358和模擬電子開關(guān)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(guān)的導(dǎo)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

19、, 所以我們在設(shè)計(jì)中將切換量程電阻和模擬電子開關(guān)置于OP07 運(yùn)放的閉環(huán)回路中,這樣就利用了運(yùn)放的高增益特性和反饋性,使模擬電子開關(guān)的導(dǎo)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 =A1A2 =RF/ R 。當(dāng)我們將RF 選用多圈可調(diào)電阻時, 圖2 所示的電路就形成了四量程控制的放大器。當(dāng)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 .0

20、05 使之與量程2V 、20V 、200V 、500V 一一對應(yīng)。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(yīng)是低電平。第27腳為超量程信號輸出腳, 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(yīng)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(jì)數(shù)器C

21、D40193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(jìn)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(yīng)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(yīng)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;欠量程時, 量程控制信號應(yīng)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(dá)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(shí)現(xiàn)了上

22、述設(shè)計(jì)的要求.表2-1換程控制信號邏輯真值2.4 小數(shù)點(diǎn)切換電路小數(shù)點(diǎn)切換電路如圖2-3所示。其中模擬電子開關(guān)CD4052 的一半用來進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)切換, 另一半用于程控放大電路中量程切換。因此小數(shù)點(diǎn)切換與量程切換是同步的, 從而達(dá)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所列。 圖2-3小數(shù)點(diǎn)切換電 表2-2小數(shù)點(diǎn)切換電路的真值表 3 硬件電路設(shè)計(jì)8路數(shù)字電壓表應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)、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ADC080

23、9具有8路模擬量輸入通道IN0IN7,通過3位地址輸入端C、B、A（引腳23-25）進(jìn)行選擇。引腳22為地址鎖存控制端ALE,當(dāng)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(yīng)的模擬通道。引腳6為啟動轉(zhuǎn)換控制端START，當(dāng)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(jìn)行轉(zhuǎn)換。引腳7為A/D轉(zhuǎn)換器，當(dāng)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(dāng)OE為高電平時，存放于輸出數(shù)據(jù)鎖

24、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CLOCK信號，由單片機(jī)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

25、相。S1和S2是兩個按鍵開關(guān)，分別與單片機(jī)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(shè)計(jì)量程自動切換數(shù)字電壓表的軟件設(shè)計(jì)采用單片機(jī)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(shè)計(jì)流程圖如圖4-1、4-2、4-3所示。 圖4-1 主程序 圖4-2 顯示子程序圖 圖4-3 量程自動化切換程4.1主程序主程序設(shè)計(jì)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(shè)置單片機(jī)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

26、壓值與檔位值進(jìn)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(jìn)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(dāng)前選中的一路數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。每路數(shù)據(jù)顯示需經(jīng)過轉(zhuǎn)換變成十進(jìn)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(biāo)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#includ

27、e #include #include /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 char#define uint unsigned intuchar number=0 x00; /存放單通道顯示時的當(dāng)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=

28、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(diǎn)位sbit FLAG=PSW0; /循環(huán)或單路顯示標(biāo)志位Uchar code dis_711=0 x3F,0 x06,0 x5B,0X4F,0 x66,0 x6D,0 x7D,0 x07,0 x7E,0 x6F,0 x00;/數(shù)碼管的字段碼uchar code scan_con4=0 xF1,0 xF2,0 xF4,0 xF8;/4個LED數(shù)碼管的位選Uchar data ad_data8=0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00

29、;/0809的8個通道轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)緩沖區(qū)uchar data dis5=0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00;/顯示緩沖區(qū)/*主函數(shù)*/ main() P0=0 xff; /初始化端口 P2=0 x00; P1=0 xff; P3=0 xff; while(1) test();/測量轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) scan();/顯示數(shù)據(jù) /*1秒延時*/delay1ms(uint t)uint i,j;for (i=0;it;i+)for (j=0;j120;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(biāo)志位取

30、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=0) /循環(huán)顯示子程序 dis3=0 x00; /通道值清零 for(n=0;n8;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; di

31、s4=dis4*10; dis0=dis4/51; for(h=0;h500;h+) /每個通道顯示時間控制為1s for(k=0;k4;k+) /4位LED循環(huán)顯示 disdata=dis_7disk; if(k=2) DISX=0; P3=scan_conk; delay1ms(1); P3=0 xff; 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;k4;k+)/4位LED掃描顯示 disdata=dis_7disk; if(k=2) DISX=0; P3=scan_conk; delay1

32、ms(1);P3=0 xff; keytest(); /檢測按鍵 /*轉(zhuǎn)換子函數(shù)*/test() uchar m; uchar s=0 x00; /初始通道位0 ad_con=s;/第一通道地址送0809控制口 for(m=0;m8;m+) ALE=1;_nop_();_nop_();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(dāng)前通道轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) s+;ad_con=s;/

33、改變通道地址 ad_con=0 x00;/通道地址恢復(fù)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(shè)計(jì)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(jìn)行比較進(jìn)行檔位的選擇,再通過計(jì)算將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù),存儲在50H53H四個單元中,然后再通過調(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(jī)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(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該數(shù)字電壓表實(shí)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(jià)比較高,有較強(qiáng)的適用性。它是0+20V的單

34、量程數(shù)字電壓表,在此基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步的擴(kuò)展,讓電路具有更好更強(qiáng)大的功能。如器還可以實(shí)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(shí)現(xiàn)負(fù)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實(shí)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(shí)現(xiàn)負(fù)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(jì)量前，先要對表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零:旋轉(zhuǎn)電表零點(diǎn)調(diào)整螺絲，使表針指示零。在計(jì)量中，我們最常遇到的故障現(xiàn)象有如下幾

35、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(yīng)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(jī)殼，這兩個電位器明顯可見且都有數(shù)字標(biāo)明。具體的調(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(jìn)行調(diào)整之后仍無濟(jì)于事時，那么就應(yīng)斷定，最有可能的情況是控制各

36、量程的電子開關(guān)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(yīng)該檢查并保證輸人電源是否接地;若無接地線時機(jī)殼與地?zé)o法相接，則產(chǎn)生的小干擾信號就無法通過機(jī)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(zhǔn)確性產(chǎn)生了嚴(yán)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(yīng)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(biāo)應(yīng)低于30林V;若超出此值，那么殘

37、余電壓就會對最小量程的準(zhǔn)確測量產(chǎn)生影響，這種情況就無法進(jìn)行調(diào)整，而需要對表的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。另外，還應(yīng)注意的是，在計(jì)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(guān)鍵。如前所述，VT系列的電壓表頻率范圍從roHz一IMHz。在計(jì)量其頻響時，我們以輸入IkHz、0.9V的正弦信號變?yōu)榛鶞?zhǔn)，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(biāo)范圍，即為頻響超差。此時，我們應(yīng)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(xiàng)除了能夠準(zhǔn)

38、確地調(diào)整電壓表外，為確保電壓表測量的準(zhǔn)確性，我們在平時也應(yīng)該注意正確地使用電壓表。a)開機(jī)后應(yīng)先預(yù)熱幾分鐘；b)測量中，GNDMODE應(yīng)設(shè)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(qiáng)電磁場中；d)在測量時，應(yīng)先設(shè)置表的量程，然后再輸人信號，并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(jì)量中有時人也會被機(jī)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(shè)計(jì)到現(xiàn)在有兩個多月，回顧著些天我感到學(xué)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

39、設(shè)計(jì)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(zhǔn)確,測量范圍寬,擴(kuò)展功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)?？偨Y(jié)本文的研究工作，主要做了下面幾點(diǎn)工作：一、通過查閱大量的相關(guān)資料，詳細(xì)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(diǎn)，明確了研究目標(biāo)。并且通過對單片機(jī)資料的查閱和應(yīng)用，更進(jìn)一步增加了對單片機(jī)知識的理解和運(yùn)用能力。并證實(shí)了自己的思路：“查資料思考總結(jié)運(yùn)用找出差錯，再查資料和向別人詢問再次運(yùn)用”的正確性。二、本文設(shè)計(jì)的LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_。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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)與調(diào)試等方面。四、在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過