智能數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)論文〔設(shè)計(jì)〕題目智能數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)學(xué)院工程技術(shù)學(xué)院專業(yè)年級(jí)____2009級(jí)_________學(xué)號(hào)___姓名____________指導(dǎo)教師______成績(jī)_____________________2013年5月1日目錄摘要3Abstract40文獻(xiàn)綜述50.1數(shù)字電壓表的特點(diǎn)50.2電壓表開(kāi)展歷程80.3智能數(shù)字電壓表的特點(diǎn)80.4國(guó)內(nèi)外開(kāi)展特點(diǎn)90.5智能儀器開(kāi)展趨勢(shì)91引言112整體設(shè)計(jì)112.1整體構(gòu)造112.2主要功能123智能數(shù)字電壓表的硬件設(shè)計(jì)123.1量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路123.2自動(dòng)零點(diǎn)調(diào)整電路153.3交流/直流自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路153.4真有效值電路163.4.1AD736簡(jiǎn)介163.4.2真有效值電路圖173.5A/D轉(zhuǎn)換電路173.5.1A/D轉(zhuǎn)換器的選型依據(jù)173.5.2ICL7135工作原理183.5.3ICL7135引腳說(shuō)明203.5.4ICL7135與單片機(jī)接口電路223.6顯示電路253.6.1LCD12864簡(jiǎn)介253.6.2LCD12864中的重要指令263.6.3LCD12864與單片機(jī)的連接273.7數(shù)據(jù)輸出電路283.7.1CH375簡(jiǎn)介283.7.2電路設(shè)計(jì)294智能數(shù)字電壓表軟件設(shè)計(jì)294.1輸入電路自檢294.2RAM的檢測(cè)304.3自動(dòng)量程304.4數(shù)據(jù)處理315proteus仿真325.1交直流自動(dòng)識(shí)別電路仿真325.2真有效值電路仿真345.3整體仿真356結(jié)論38參考文獻(xiàn)38致謝40附錄41智能數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)摘要：本文在研究國(guó)內(nèi)外有關(guān)智能儀器的根底上，采用單片機(jī)AT80C51作為的主控制器，設(shè)計(jì)了一款智能數(shù)字電壓表。該電壓表可實(shí)現(xiàn)交直流電壓的測(cè)量、完成量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換、結(jié)果的液晶顯示、數(shù)據(jù)輸出等功能。本設(shè)計(jì)通過(guò)逐步分析各個(gè)子電路的原理及作用，并結(jié)合Proteus進(jìn)行仿真，全面地表達(dá)了該系統(tǒng)的工作原理及功能。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；電壓表；智能；ICL7135；仿真Abstract:Inthepaper,onthebasisofstudyingofintelligentinstrumentathomeandabroad,aintelligentdigitalvoltmeterwhichadoptsAT80C51singlechipascontrolcoreisdesigned.MeasurementofACandDCvoltage,selectionrangeautomatically,displayingtheresultsonliquidcrystalanddateoutputisfulfilledbythemeter.Analyzingtheworktheoryandfunctionofeachchild-circuitstepbystep,simulationbyProteus,itsyntheticallydetailsthetheoryandfunctionofthisdesign.Keyword:singlechip;voltmeter;intelligent;simulation0文獻(xiàn)綜述0.1數(shù)字電壓表的特點(diǎn)數(shù)字電壓表簡(jiǎn)稱DVM(DigitalVoltmeter)，在1952年由美國(guó)NLS公司首次從電位差計(jì)的自動(dòng)化過(guò)程中研制成功。50多年來(lái)，數(shù)字電壓表有了不斷的進(jìn)步和提高。DVM的高速開(kāi)展，使它已成為實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化、提高工作效率不可缺少的儀表，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子、電工測(cè)量，自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)等領(lǐng)域,數(shù)字電壓表已成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器。數(shù)字電壓具有以下特點(diǎn)：〔1〕顯示清晰直觀，讀數(shù)準(zhǔn)確傳統(tǒng)的指針式電壓表必須借助與指針和刻度盤(pán)進(jìn)行讀數(shù)。在讀數(shù)過(guò)程中不可防止地會(huì)引入人誤差。而數(shù)字電壓表那么采用先進(jìn)的數(shù)字顯示技術(shù)，使顯示結(jié)果一目了然，只要儀表不發(fā)生跳數(shù)現(xiàn)象，測(cè)量結(jié)果就是唯一的，不僅保證了讀數(shù)的客觀性與準(zhǔn)確性，還符合人們的讀數(shù)習(xí)慣，能夠縮短讀數(shù)和記錄的時(shí)間。為了提高清晰度，有的電壓表采用字高為26mm的大屏幕LCD(液晶顯示器)，而且增加了背光源，以便夜間觀察讀數(shù)。數(shù)字電壓表在數(shù)顯的根底上，還增加了顯示各種標(biāo)志符的功能。這些標(biāo)志符中包括測(cè)量工程符號(hào)(例如DC、AC)，單位符號(hào)(mV、V、kV)，特殊符號(hào)(如極性符號(hào)、電池低電壓指示符、讀數(shù)保持符)，既便于讀數(shù)，又對(duì)操作人員給予明顯提示?！?〕顯示位數(shù)顯示位數(shù)通常為2位～8個(gè)位。具體講，有2位、3位、3位、3位、3位、4位、4位、4位、5位、5位、6位、6位、7位、8位共14種。國(guó)外最近還推出8位和10位數(shù)字儀表。判定數(shù)字儀表的位數(shù)有兩條原那么：①能顯示從0～9所有數(shù)字的位是整數(shù)位；②分?jǐn)?shù)位的數(shù)值是以最大顯示值中最高位數(shù)字為分子，用滿量程時(shí)最高位數(shù)字作分母。例如，某數(shù)字儀表的員大顯示值為土1999，滿量程計(jì)數(shù)值為2000，這說(shuō)明該儀表有3個(gè)整數(shù)位，而分?jǐn)?shù)位的分子為1，分母是2，故稱之為3位，讀作三位半，其最高位只能顯示0或1?！?〕準(zhǔn)確度高數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度是測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度，也反映測(cè)量誤差的大小。一般講準(zhǔn)確度愈高，測(cè)量誤差愈小，反之亦然。數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于指針式電壓表，指針式電壓表的準(zhǔn)確度只有7個(gè)等級(jí)：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。普通3位數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度已可達(dá)土0.1％，而4位DVM為土0.01％?！?〕分辨力高數(shù)字電壓表在最低電壓量程上末位1個(gè)字所對(duì)應(yīng)的電壓值，稱作儀表的分辨力，它反映出儀表靈敏度的上下。數(shù)字電壓表的分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。例如，3位DVM的最高分辨力為l00V，4位、5位DVM分別為10V、1V。7位、8位的最高分辨力依次為10nV，1nV。數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)也可用分辨率表示。分辨率是指能顯示的最小數(shù)字(零除外)與大數(shù)字之比，通常用百分?jǐn)?shù)表示。例如，3各位DVM的分辨率為≈0.05％。同理可計(jì)算出，4位和5位DVM的分辨率依次為0.005％、0.0005％。需要指出，分辨力與準(zhǔn)確度屬于兩個(gè)不同的概念。前者表征儀表的“靈敏性”，即對(duì)微小電壓的“識(shí)別”能力；后者反映測(cè)量的“準(zhǔn)確性”，即測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。二者無(wú)必然的聯(lián)系，因此不能混為一談，更不得將分辨力(或分辨率)誤以為是類似于準(zhǔn)確度的一項(xiàng)指標(biāo)。實(shí)際上分辨力僅與儀表的顯示位數(shù)有關(guān)，而準(zhǔn)確度那么取決于A/D轉(zhuǎn)換器、功能轉(zhuǎn)換器的綜合誤差以及量化誤差。從測(cè)量角度看，分辨力是“虛”指標(biāo)(與測(cè)量誤差無(wú)關(guān))，準(zhǔn)確度才是“實(shí)”指標(biāo)(它決定測(cè)量誤差的大小)。因此，任意增加顯示位數(shù)來(lái)提高儀表分辨力的方案是不可取的。原因就在于這樣到達(dá)的高分辨力指標(biāo)將失去意義。換言之，從設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表的角度看，分辨力應(yīng)受到準(zhǔn)確度的制約，有多高的準(zhǔn)確度，才有與之相適應(yīng)的分辨力?！?〕測(cè)量范圍寬多量程數(shù)字電壓表通?？蓽y(cè)0～1000V的直流電壓，配上高壓探頭還可測(cè)量幾千伏乃至上萬(wàn)伏的高壓?！?〕擴(kuò)展能力強(qiáng)在數(shù)字電壓表的根底上，還可以擴(kuò)展成各種專用及通用數(shù)字儀表、數(shù)字多用表。僅以電壓類型的儀表為例，就可劃分成直流數(shù)字電壓表、交流數(shù)字電壓表、峰值數(shù)字電壓表、真有效值數(shù)字電壓表、數(shù)字電平表、邏輯電平測(cè)試儀等等?！?〕測(cè)量速率快數(shù)字電壓表在每秒鐘內(nèi)對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量次數(shù)，叫測(cè)量速率，單位是“次/s”。它主要取決于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。也有的DVM用測(cè)量周期來(lái)表示測(cè)量的快慢。完成一次測(cè)量過(guò)程所用的時(shí)間叫測(cè)量周期，它與測(cè)量速率成倒數(shù)關(guān)系。3位、4位DVM的測(cè)量速率一般在10次/s以下。5位～8位DVM一般在幾十次/s左右，有些能到達(dá)幾百甚至上千次/s。目前，數(shù)字電壓表的最高測(cè)量速率已到達(dá)10萬(wàn)次/s?！?〕輸入阻抗高數(shù)字電壓表具有很高的輸入阻抗，通常為10M～l000M。最高可達(dá)106M。這樣在測(cè)量時(shí)從被測(cè)電路上吸取的電流極小，不會(huì)影響被測(cè)信號(hào)源的工作狀態(tài)，由此可減小由信號(hào)源內(nèi)阻帶來(lái)的附加誤差?！?〕集成度高、微功耗手持式數(shù)字電壓表采用單片A/D轉(zhuǎn)換器，外圍電路比擬簡(jiǎn)單，只需要少量輔助芯片和外圍元器件。新型數(shù)字電壓表普遍采用CMOS大規(guī)模集成電路，整機(jī)功耗很低。3位、4位手持式數(shù)字電壓表的整機(jī)功耗僅為幾十毫瓦，5位～8位數(shù)字電壓表的總功耗一般也只有幾瓦至幾十瓦?！?0〕抗干擾能力強(qiáng)噪聲干擾大致分兩類?！愂谴８蓴_，干擾電壓與被測(cè)信號(hào)串聯(lián)后加至儀表的輸入端另一類是共模干擾。干擾電壓同時(shí)加于儀表的兩個(gè)輸入端。衡量?jī)x表抗干擾能力的技術(shù)指標(biāo)也有兩個(gè)：串模抑制比(SMRR)和共模抑制比(CMRR)。5位以下的數(shù)字電壓表大多采用雙積分式或多重積分式A/D轉(zhuǎn)換器，只要采樣時(shí)間(即正向積分時(shí)間)等于串模信號(hào)周期的整倍數(shù)，就能有效地抑制串模干擾。這是因?yàn)榇８蓴_電壓在正向積分階段被平均掉的緣故。中、低檔數(shù)字電壓表的共模抑制比可達(dá)80～120dB．SMRR可達(dá)100dB左右。高檔數(shù)字電壓表大多采用數(shù)字濾波和浮地保護(hù)等技術(shù)，進(jìn)一步提高了抗干擾能力，其CMIRR可達(dá)l00～180dB，SMRR為l00dB左右。0.2電壓表開(kāi)展歷程〔1〕模擬式電壓表。模擬式電壓表的根本結(jié)構(gòu)是電磁式和力學(xué)式，電壓表基于電磁測(cè)量原理和力學(xué)轉(zhuǎn)換原理并用指針來(lái)顯示最終的測(cè)量結(jié)果?！?〕數(shù)字電壓表。DVM的根本原理是將待測(cè)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式進(jìn)行顯示與輸出?！?〕智能數(shù)字電壓表。智能DVM是指能在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)各種測(cè)量傳感器將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算與處理，并根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行各種操作的智能儀器。0.3智能數(shù)字電壓表的特點(diǎn)智能DVM的出現(xiàn)，極大地?cái)U(kuò)充數(shù)字電壓表應(yīng)用范圍，它廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，不但在國(guó)防技術(shù)、航空、航天、鐵路、冶金、化工等產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著巨大的影響。智能數(shù)字電壓表除了具有普通數(shù)字電壓表的技術(shù)指標(biāo)外，還具有以下特點(diǎn)：〔1〕智能DVM實(shí)用鍵盤(pán)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的旋轉(zhuǎn)式或琴鍵式切換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)施對(duì)儀器的控制，從而使儀器面板的布置和儀器內(nèi)部有關(guān)部件的安排不再互相限制，可完全獨(dú)立地進(jìn)行，明顯改善了儀器前面板及有關(guān)功能部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這樣既有利于提高數(shù)字電壓的技術(shù)指標(biāo)也方便了操作?！?〕微處理器的運(yùn)用極大地提高了儀器的性能。智能DVM利用微處理器的運(yùn)算和邏輯判斷能力，可以按一定的算法方便地消除由于漂移、增益的變化和干擾等因素所引起的誤差，因而提高了儀器的測(cè)量精度。智能DVM除了測(cè)量功能外還有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，這是智能儀器的主要優(yōu)點(diǎn)之一。而且由于采用了微處理器，使得許多原來(lái)用硬件邏輯難以解決或根本無(wú)法解決的問(wèn)題，現(xiàn)在可以用軟件非常靈活地加以解決。例如，傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表只能測(cè)量交直流電壓，而智能數(shù)電壓表不僅能進(jìn)行上述測(cè)量，而且還具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行諸如零點(diǎn)平移、取平均值、求極值、統(tǒng)計(jì)分析等復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理功能，讓用戶從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來(lái)?！?〕智能DVM運(yùn)用微處理器的控制功能，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量。儀器的整個(gè)測(cè)量過(guò)程如鍵盤(pán)掃描、量程選擇、開(kāi)關(guān)啟動(dòng)閉合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示打印等都用單片機(jī)或微控制器來(lái)控制操作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的全部自動(dòng)化?！?〕智能DVM具有自測(cè)功能，包括自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)故障與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷及量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。智能數(shù)字電壓能自動(dòng)檢測(cè)出故障的部位甚至故障的原因。這種自測(cè)試可以在儀器啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行，同時(shí)也可在儀器工作中運(yùn)行，極大地方便了儀器的維護(hù)?！?〕智能DVM具有友好的人機(jī)對(duì)話能力。操作人員只需通過(guò)鍵盤(pán)輸入命令，就能實(shí)現(xiàn)某種測(cè)量功能。與此同時(shí)，智能DVM還通過(guò)顯示屏將儀器的運(yùn)行情況、工作狀態(tài)以及對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及時(shí)告訴操作人員，使儀器的操作更加方便直觀。0.4國(guó)內(nèi)外開(kāi)展特點(diǎn)國(guó)外智能儀器的開(kāi)展特點(diǎn)：〔1〕新技術(shù)的應(yīng)用，普遍采用EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)、CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAT(計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試)、DSP(數(shù)字信號(hào)處理)、ASIC(專用集成電路)及SMT(外表貼裝技術(shù))等?！?〕產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化注重性能價(jià)格比，在重視高檔儀器開(kāi)發(fā)的同時(shí)注重高新技術(shù)和量大面廣產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。注重系統(tǒng)集成，不僅著眼于單機(jī)，更注重系統(tǒng)和產(chǎn)品軟件化。隨著各類儀器裝上中央處理器CPU，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化后，軟件上投入了巨大的人力、財(cái)力?！?〕產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)準(zhǔn)那么發(fā)生了質(zhì)變從技術(shù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，從一味追求高精轉(zhuǎn)為“恰到好處”。開(kāi)發(fā)成功產(chǎn)品的準(zhǔn)那么是用戶在明確的要求，能用最短的開(kāi)發(fā)時(shí)間投放市場(chǎng)，功能和性能要恰到好處。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)準(zhǔn)那么的另一變化是收縮方向，集中優(yōu)勢(shì)?！?〕生產(chǎn)技術(shù)注重專業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化。生產(chǎn)線是一個(gè)集生產(chǎn)、測(cè)試、統(tǒng)計(jì)、分析、打印、包裝為一體的系統(tǒng)。數(shù)字電壓表是在20世紀(jì)60年代問(wèn)世的。我國(guó)的數(shù)字電壓表工業(yè)起步于20世紀(jì)70年代中期，先后經(jīng)歷了引進(jìn)、開(kāi)展、技術(shù)創(chuàng)新這3個(gè)階段。近年來(lái)，我國(guó)的儀器儀表需求量劇增，是開(kāi)展最快的國(guó)家之一，在開(kāi)展中國(guó)家行列，我國(guó)是儀器儀表行業(yè)最大最齊全、綜合實(shí)力最強(qiáng)的一個(gè)國(guó)家。一些中低檔產(chǎn)品已具有規(guī)模優(yōu)勢(shì)和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前，我國(guó)數(shù)字萬(wàn)用表的產(chǎn)量已經(jīng)躍居世界首位，每年生產(chǎn)近千萬(wàn)臺(tái)〔塊〕中、低檔數(shù)字萬(wàn)用表，并向100多個(gè)國(guó)家大量出口，占世界中、低檔數(shù)字萬(wàn)用表總產(chǎn)量的85%以上，但目前我國(guó)所需要的高檔數(shù)字萬(wàn)用表以進(jìn)口產(chǎn)品為主。0.5智能儀器開(kāi)展趨勢(shì)(1)微型化微型智能儀器指微電子技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)等綜合應(yīng)用于儀器的生產(chǎn)中，從而使儀器成為體積小、功能齊全的智能儀器。它能夠完成信號(hào)的采集、線性化處理、數(shù)字信號(hào)處理，控制信號(hào)的輸出、放大、與其他儀器的接口、與人的交互等功能。(2)多功能化多功能本身就是智能儀器儀表的一個(gè)特點(diǎn)。例如，為了設(shè)計(jì)速度較快和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，儀器生產(chǎn)廠家制造了具有脈沖發(fā)生器、頻率合成器和任意波形發(fā)生器等功能的函數(shù)發(fā)生器。這種多功能的綜合型產(chǎn)品不但在性能上如準(zhǔn)確度比專用脈沖發(fā)生器和頻率合成器高，而且在各種測(cè)試功能上提供了較好的解決方案。(3)人工智能化人工智能是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)嶄新領(lǐng)域，利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能，用于機(jī)器人、醫(yī)療診斷、專家系統(tǒng)、推理證明等各方面。智能儀器的進(jìn)一步開(kāi)展將含有一定的人工智能，即代替人的一局部腦力勞動(dòng)，從而在視覺(jué)圖形及色彩辨讀、聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)音識(shí)別及語(yǔ)言領(lǐng)悟、思維推理、判斷、學(xué)習(xí)與聯(lián)想等方面具有一定的能力。(4)網(wǎng)絡(luò)化伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速開(kāi)展，Internet技術(shù)正在逐漸向工業(yè)控制和智能儀器儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域滲透，實(shí)現(xiàn)智能儀器儀表系統(tǒng)基于Internet的通訊能力以及對(duì)設(shè)計(jì)好的智能儀器儀表系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)、功能重置和系統(tǒng)維護(hù)。(5)虛擬儀器測(cè)量?jī)x器的主要功能都是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等三大局部組成的。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分析和顯示完全用PC機(jī)的軟件來(lái)完成。因此，只要額外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就可以與PC機(jī)組成測(cè)量?jī)x器。這種基于PC機(jī)的測(cè)量?jī)x器稱為虛擬儀器。在虛擬儀器中，使用同一個(gè)硬件系統(tǒng)，只要應(yīng)用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測(cè)量?jī)x器?？梢?jiàn)，軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心，“軟件就是儀器”。1引言在電氣測(cè)量中，電壓是一個(gè)很重要的參數(shù)。如何準(zhǔn)確地測(cè)量模擬信號(hào)的電壓值，一直是儀器研究的內(nèi)容之一。數(shù)字電壓表是通用儀器中使用較廣泛的一種測(cè)試儀器，很多電量或非電量經(jīng)變化后都用可數(shù)字電壓表完成測(cè)試。因此，數(shù)字電壓表被廣泛地應(yīng)用于科研和生產(chǎn)測(cè)試中。作為電子測(cè)量工具，電壓表的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表不僅使用不方便，而且測(cè)量的精度也往往達(dá)不到要求。在現(xiàn)代電子科技的高速開(kāi)展過(guò)程中，智能化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，電壓表也不例外。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)合A/D采集芯片，能夠自動(dòng)進(jìn)行量程選擇，并且測(cè)量結(jié)果能夠通過(guò)大屏幕LCD顯示，并且具有自檢、自動(dòng)調(diào)零等功能，利用軟件的一系列算法，提高測(cè)量精度，測(cè)量時(shí)使用方便，攜帶也方便，符合科技潮流的開(kāi)展，具有一定的智能性。本文將就這一系統(tǒng)的硬件電路局部和軟件程序局部分別作以介紹。2整體設(shè)計(jì)2.1整體構(gòu)造智能數(shù)字電壓整體構(gòu)造如圖2-1所示，采用單片機(jī)作為主處理器，系統(tǒng)主要由信號(hào)采集、A/D轉(zhuǎn)換、顯示、USB通信等幾個(gè)功能模塊組成，由單片機(jī)控制各個(gè)模塊的功能。微處理器選用AT80C51，該單片機(jī)體積小、功能全、價(jià)格低，它自身就是一個(gè)完備的計(jì)算機(jī)，內(nèi)含32個(gè)I/O口，時(shí)鐘電路，ROM，RAM，有強(qiáng)大的指令控制功能，非常適合用于智能儀器。信號(hào)輸入信號(hào)輸入控制線路信號(hào)采集A/D轉(zhuǎn)換單片機(jī)顯示單元USB通信圖2-1系統(tǒng)整體構(gòu)造圖Fig.2-1completesystemstructure2.2主要功能〔1〕測(cè)量電壓≤1000V；〔2〕自動(dòng)量程；〔3〕交直流自動(dòng)識(shí)別；〔4〕交流電壓真有效值測(cè)量；〔5〕中文顯示；〔6〕操作提示；〔7〕故障自診斷；〔8〕USB接口輸出。3智能數(shù)字電壓表的硬件設(shè)計(jì)3.1量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換是繼電器開(kāi)關(guān)在單片機(jī)的控制下，形成不同的通斷組合，從而形成不同的量程，控制原理如圖3-1-1所示。輸輸入端繼電器開(kāi)關(guān)衰減電路單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器圖3-1-1自動(dòng)量程原理圖Fig.3-1-1principleofselectionrangeautomatically量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換首先從最高量程開(kāi)始，利用單片機(jī)得到的測(cè)量值來(lái)判定檔位是否適宜。如果最高量程有超量程現(xiàn)象，那么立刻斷開(kāi)輸入端，起保護(hù)儀器的作用，并作超量程處理，如果欠量程，那么逐一用低量程測(cè)量，直到找到適合的量程，量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖3-1-2所示。欠量程欠量程適宜適宜欠量程開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換量程判斷過(guò)量程低量程斷開(kāi)輸入端，顯示數(shù)據(jù)處理，顯示量程判斷數(shù)據(jù)處理，顯示最高量程圖3-1-2量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程Fig.3-1-2processofselectionrangeautomatically自動(dòng)量程電路主要由精密電阻，繼電器開(kāi)關(guān)及運(yùn)算放大器組成，由單片機(jī)控制，如圖3-1-3所示。圖3-1-3輸入電路Fig.3-1-3inputcircuit為了防止在測(cè)量時(shí)發(fā)生跳數(shù)現(xiàn)象,例如量程設(shè)計(jì)為1V～10V，10V～100V時(shí)，當(dāng)被測(cè)電壓在10V上下波動(dòng)時(shí)，將導(dǎo)致微處理器對(duì)繼電器開(kāi)關(guān)的控制產(chǎn)生混亂。所以在量程設(shè)計(jì)時(shí)要有一定得重疊范圍，并且滿足A/D轉(zhuǎn)換器2V量程的要求，經(jīng)計(jì)算，量程設(shè)定為：0～0.12V，0.1V～1.2V，1V～12V，10V～120V，100V～1000V共五個(gè)檔位。1.100V～1000V量程繼電器開(kāi)關(guān)RL6導(dǎo)通，輸入電壓經(jīng)電阻分壓后輸出，在這個(gè)狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=1000×=1V。2.10V～120V量程繼電器開(kāi)關(guān)RL5導(dǎo)通，在這個(gè)狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=120×=1.2V。3.1V～12V量程繼電器開(kāi)關(guān)RL4導(dǎo)通，在這個(gè)狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=12×=1.2V。V～1.2V量程繼電器開(kāi)關(guān)RL3導(dǎo)通，在這個(gè)狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=1.20×1=1.2V。5.0～0.12V量程繼電器開(kāi)關(guān)RL1，RL2，RL3導(dǎo)通，輸入電壓被放大10倍后輸出，在這個(gè)狀態(tài)下最大輸出電壓為Umax=0.12×10=1.2V。在使用繼電器開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)注意，因?yàn)閱纹瑱C(jī)輸出口的電流很小，無(wú)法驅(qū)動(dòng)繼電器，所以在繼電器輸入端應(yīng)該接一個(gè)PNP三極管，用來(lái)放大電流，驅(qū)動(dòng)繼電器工作。而為了保護(hù)此三極管的正常工作，還應(yīng)加上一個(gè)二極管來(lái)保護(hù)三極管不被過(guò)流擊穿，此二極管在實(shí)際應(yīng)用中非常重要。繼電器使用如圖3-1-4所示。圖3-1-4繼電器的使用Fig.3-1-4theuseofrelay3.2自動(dòng)零點(diǎn)調(diào)整電路如圖3-1-3所示，在測(cè)量前，單片機(jī)控制繼電器RL8接通，儀器的輸入端接地，啟動(dòng)一次測(cè)量，將測(cè)量Uos結(jié)果存入單片機(jī)中，這個(gè)值就是衰減器，放大器,A/D轉(zhuǎn)換器等部件的零點(diǎn)偏移量。這個(gè)零點(diǎn)偏移量很小，因此選擇0～0.12V量程來(lái)測(cè)量。然后將繼電器釋放，測(cè)量被測(cè)信號(hào)，此時(shí)的測(cè)量值Uox是實(shí)際的測(cè)量值和Uos之和，單片機(jī)在處理數(shù)據(jù)時(shí)，用Uox減去Uos，這時(shí)所得到的計(jì)算值就是被測(cè)信號(hào)的實(shí)際值，再加以顯示，這樣就有效地消除了硬件電路零點(diǎn)漂移對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。3.3交流/直流自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路普通數(shù)字電壓表必須依靠手動(dòng)操作，才能完成交流/直流轉(zhuǎn)換，從AC檔→到DC檔，或由DC檔→AC檔，但到而采用了單片機(jī)后，可以給數(shù)字電壓表增加AC/DC自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，使操作更為方便。自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路如圖3-4-1所示，該電路包含三局部：1.電壓放大器；2.隔直電路；3.整流電路。圖3-3-1交流/直流自動(dòng)轉(zhuǎn)換Fig.3-3-1ACorDVselectionautomatically輸入端接的是經(jīng)輸入電路處理后輸出的電壓，當(dāng)輸入端為交流電壓時(shí)，由IC1進(jìn)行電壓放大后，經(jīng)電容C1耦合到IC2，二極管組成橋式整流電路。整流后的電壓使三極管Q1導(dǎo)通，F(xiàn)C變?yōu)榈碗娖?，儀表自動(dòng)轉(zhuǎn)換為交流電壓測(cè)量模式。當(dāng)輸入的為直流電壓，就被電容C1隔斷，此時(shí)整流電路器輸出為零，由于FC端接有上拉電阻，這時(shí)FC=1〔高電平〕，儀表自動(dòng)轉(zhuǎn)入直流電壓測(cè)量模式。3.4真有效值電路目前，普通數(shù)字表在測(cè)量交流電壓時(shí)大多采用平均值原理，只能測(cè)量不失真的正弦波的有效值，故受到波形失真度的限制而影響測(cè)量準(zhǔn)確度和使用范圍。真有效值數(shù)字儀表可以測(cè)量任何復(fù)雜波形，而不必考慮波形種類和失真度的優(yōu)勢(shì)以及測(cè)量準(zhǔn)確度高、頻帶范圍寬、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛推廣。在智能數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)中，為了提高測(cè)量準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、改善線性、提高頻率響應(yīng)特性，本文采用高精度AD736芯片作為真有效值轉(zhuǎn)換器。3.4.1AD736簡(jiǎn)介AD736是經(jīng)過(guò)激光修正的單片精密真有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換器。其主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、靈敏性好〔滿量程為200mVRMS〕、測(cè)量速率快、頻率特性好〔工作頻率范圍可達(dá)0～460kHz〕、輸入阻抗高、輸出阻抗低、電源范圍寬且功耗低最大的電源工作電流為200μA。AD736采用雙列直插式8腳封裝，其管腳排列如圖3-4-1所示：

圖3-4-1AD736芯片F(xiàn)ig.3-4-1AD736chip各管腳的功能如下：+VS：正電源端，電壓范圍為2.8～16.5V；-VS：負(fù)電源端，電壓范圍為-3.2～-16.5V；CC：低阻抗輸入端，用于外接低阻抗的輸入電壓〔≤200mV〕，通常被測(cè)電壓需經(jīng)耦合電容Cc與此端相連，通常Cc的取值范圍為10～20μF。當(dāng)此端作為輸入端時(shí)，第2腳VIN應(yīng)接到COM；VIN：高阻抗輸入端，適合于接高阻抗輸入電壓，一般以分壓器作為輸入級(jí)，分壓器的總輸入電阻可選10MΩ，以減少對(duì)被測(cè)電壓的分流。該端有兩種工作方式可選擇：第一種為輸出AC+DC方式。該方式將1腳〔CC〕與8腳〔COM〕短接，其輸出電壓為效流真有效值與直流分量之和；第二種方式為AC方式。該方式是將1腳經(jīng)隔直電容Cc接至8腳，這種方式的輸出電壓為真有效值，它不包含直流分量。COM：公共端；Vo：輸出端；CF：輸出端濾波電容，一般取10μF；CAV：平均電容。它是AD736的關(guān)鍵外圍元件，用于進(jìn)行平均值運(yùn)算。其大小將直接響應(yīng)到有效值的測(cè)量精度，尤其在低頻時(shí)更為重要。多數(shù)情況下可選33μF。3.4.2真有效值電路圖由于AD736轉(zhuǎn)換的電壓不能超過(guò)200mV，而經(jīng)輸入電路后的電壓最高為1.2V，因此必須經(jīng)分壓后才能進(jìn)行真有效值轉(zhuǎn)換，電路圖3-4-2如下圖。圖3-4-2真有效值電路Fig.3-4-2circuitofRSM3.5A/D轉(zhuǎn)換電路3.5.1A/D轉(zhuǎn)換器的選型依據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的種類繁多，用于智能儀器設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換器主要有逐次逼近式、積分式、并行式和改良型四類。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換精度比擬適中，轉(zhuǎn)換時(shí)間一般在s級(jí)，轉(zhuǎn)換精度一般在0.1%上下，適用于一般場(chǎng)合。積分式A/D轉(zhuǎn)換器的核心部件是積分器，因此速度慢，其轉(zhuǎn)換時(shí)間一般在ms及或更長(zhǎng)。但抗干擾性能強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度可達(dá)0.01%或更高。適合在數(shù)字電壓表類儀器中采用。并行式又稱閃爍式，由于采用并行比擬，因而轉(zhuǎn)換速率可以到達(dá)很高，其轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)ns級(jí)，但抗干擾能力較差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于8位。這類A/D轉(zhuǎn)換器可用于數(shù)字示波器等轉(zhuǎn)換要求較快的儀器中。改良型為滿足某種搞性能指標(biāo)而改良或復(fù)合而成的，主要用于以高精度數(shù)字電壓表為根底的智能儀器中。本設(shè)計(jì)選用適合在數(shù)字電壓表中采用的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器具有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕抗干擾能力強(qiáng)因?yàn)殡p積分式A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果與輸入信號(hào)的平均值成正比，因而對(duì)疊加在輸入信號(hào)上的交流干擾有良好的抑制作用，即串模干擾抑制能力較大。50Hz的工頻干擾一般是最主要的串模干擾成分，如果選定采樣時(shí)間T的時(shí)間為工頻周期20ms的整數(shù)倍，那么工頻干擾在理想情況下可以完全消除。〔2〕性價(jià)比高雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器在A/D轉(zhuǎn)換的過(guò)程中使用了同一積分器，又使用同一時(shí)鐘，因此對(duì)積分器和時(shí)鐘的指標(biāo)都要求不高，本錢(qián)較低。本設(shè)計(jì)選用ICL7135A/D轉(zhuǎn)換器，ICL7135是4位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換芯片,可以轉(zhuǎn)換輸出±20000個(gè)數(shù)字量,滿量程為2V,與微機(jī)接口十分方便。ICL7135具有精度高(相當(dāng)于14位A/D轉(zhuǎn)換),價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。3.5.2ICL7135工作原理ICL7135轉(zhuǎn)換器的工作原理圖如圖3-5-1所示。圖3-5-1ICL7135工作原理圖Fig.3-5-1operatingprincipleofICL7135第一階段T1，模擬開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通，其余各模擬開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，此階段可稱為對(duì)輸入電壓積分采樣階段。通常，在進(jìn)入此階段之前，積分器的輸出已被復(fù)零。所以，當(dāng)輸入電壓Vi為正時(shí)，積分器輸出向負(fù)漸增；當(dāng)輸入Vi為負(fù)時(shí)，積分器輸出向正漸增，如圖3-5-2所示。積分器輸出電壓的變化速率與輸入電壓成正比：(3-1)圖3-5-2積分器輸出電壓波形Fig.3-5-2outputwaveformofintegrator采樣階段所經(jīng)歷的時(shí)間T1(T1=t1-t0)是一常值。它常常以計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖fcp計(jì)數(shù)來(lái)確定。例如，計(jì)數(shù)器以0累計(jì)到N1所對(duì)應(yīng)的時(shí)間N1×Tcp＝N1/fcp作為T(mén)1，也就是說(shuō)計(jì)數(shù)器從0計(jì)到N1所經(jīng)歷的時(shí)間作為對(duì)輸入電壓的積分階段。T1階段結(jié)束時(shí)刻積分器之輸出電壓為：(3-2)式中之表示在T1階段中Vi之積分平均值，如果輸入電壓Vi是常值，那么=Vi。將T1=N1/fcp代入上式，即可得(3-3)第二階段T2(T2＝t2-t1)，模擬開(kāi)關(guān)S2或S3導(dǎo)通，其余開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。此階段可稱為對(duì)參考電壓回積階段。如果采樣階段T1中Vi＞0，那么，T2階段S2導(dǎo)通，S3斷開(kāi)，使積分器之輸出從一開(kāi)始的-ViT1/RC回積到0。反之，如果T1階段中Vi＜0，那么T2階段S3導(dǎo)通，S2斷開(kāi)，使積分器之輸出從一開(kāi)始的+ViT1/RC回積到0。VINT在T2階段的波形如圖3-5-2所示。由于T2階段積分器對(duì)固定的參考電壓積分，所以VINT之斜率不變。根據(jù)回積過(guò)程，T2階段的時(shí)間長(zhǎng)度決定于：即(3-4)此式說(shuō)明，在T1和VR均為常數(shù)時(shí)，T2與成正比，實(shí)現(xiàn)了V/T轉(zhuǎn)換。如果T2也用同一時(shí)鐘脈沖fcp對(duì)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量，那么在此階段中計(jì)數(shù)器所累計(jì)的數(shù)N2=T2fcp。將此關(guān)系和N1=T1fcp一起代入式(3-4)，即可得出最終的結(jié)果說(shuō)明，計(jì)數(shù)器在T2階段中所累計(jì)的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)N2正比于被測(cè)電壓在T1階段中的平均值。3.5.3ICL7135引腳說(shuō)明ICL7135為DIP28封裝，芯片引腳排列如圖3-5-3所示，引腳功能及含義如下：〔1〕與供電及電源相關(guān)的引腳(共7腳)-V：ICL7135負(fù)電源引入端，典型值-5V，極限值-9V；+V：ICL7135正電源引入端，典型值+5V，極限值+6V；DGND：數(shù)字地，ICL7135正、負(fù)電源的低電平基準(zhǔn)；REF：參考電壓輸入，REF的地為AGND引腳，典型值1V；AC：模擬地，典型應(yīng)用中，與DGND(數(shù)字地)一并接地；INHI：模擬輸入正；INLO：模擬輸入負(fù)，當(dāng)模擬信號(hào)輸入為單端對(duì)地時(shí)，直接與AC相連。圖3-5-3ICL7135芯片引腳Fig.3-5-3pinsofICL7135chip〔2〕與控制和狀態(tài)相關(guān)的引腳〔共12腳〕CLKIN：時(shí)鐘信號(hào)輸入。當(dāng)T=80ms時(shí)，fcp=125kHz，對(duì)50Hz工頻干擾有較大抑制能力，此時(shí)轉(zhuǎn)換速度為3次/s。極限值fcp=1MHz時(shí),轉(zhuǎn)換速度為25次/s；REFC+：外接參考電容正，典型值1μF；REFC-：外接參考電容負(fù)；BUFFO：緩沖放大器輸出端，典型外接積分電阻；INTO：積分器輸出端，典型外接積分電容；AZIN：自校零端；LOW：欠量程信號(hào)輸出端，當(dāng)輸入信號(hào)小于量程范圍的10%時(shí)，該端輸出高電平；HIGH：過(guò)量程信號(hào)輸出端，當(dāng)輸入信號(hào)超過(guò)計(jì)數(shù)范圍(20001)時(shí)，該端輸出高電平；STOR：數(shù)據(jù)輸出選通信號(hào)(負(fù)脈沖)，寬度為時(shí)鐘脈沖寬度的一半，每次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，該端輸出5個(gè)負(fù)脈沖，分別選通由高到低的BCD碼數(shù)據(jù)(5位)，該端用于將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入到并行I/O接口；R/H：自動(dòng)轉(zhuǎn)換/停頓控制輸入。當(dāng)輸入高電平時(shí)，每隔40002個(gè)時(shí)鐘脈沖自動(dòng)啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換；當(dāng)輸入為低電平時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)束后需輸入一個(gè)大于300ns的正脈沖，才能啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換；POL：極性信號(hào)輸出，高電平表示極性為正；BUSY：忙信號(hào)輸出，高電平有效。正向積分開(kāi)始時(shí)自動(dòng)變高，反向積分結(jié)束時(shí)自動(dòng)變低；〔3〕與選通和數(shù)據(jù)輸出相關(guān)的引腳(共9腳)；B8～B1：BCD碼輸出。B8為高位，對(duì)應(yīng)BCD碼；D4～D1：千，百，十，個(gè)位選通。3.5.4ICL7135與單片機(jī)接口電路ICL7135其轉(zhuǎn)換速度與時(shí)鐘頻率相關(guān)，每個(gè)轉(zhuǎn)換周期均有：自校準(zhǔn)(調(diào)零)，正向積分(被測(cè)模擬電壓積分)，反向積分(基準(zhǔn)電壓積分)和過(guò)零檢測(cè)四個(gè)階段組成，其中自校準(zhǔn)時(shí)間為10001個(gè)脈沖，正向積分時(shí)間為10000個(gè)脈沖，反向積分直至電壓到零為止〔最大不超過(guò)20001個(gè)脈沖〕。圖3-5-4給出了ICL7135時(shí)序，由圖可見(jiàn)，當(dāng)BUSY變高時(shí)開(kāi)始正向積分，反向積分到零時(shí)BUSY變低，所以BUSY可以用于控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)/停止。圖3-5-4ICL7135時(shí)序Fig.3-5-4sequencediagramofICL7135在ICL7135與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接時(shí)，如果使用ICL7135的并行采集方式，那么不但要連接BCD碼數(shù)據(jù)輸出線，又要連接BCD碼數(shù)據(jù)的位驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，這樣至少需要9根I/O口線。因此，系統(tǒng)的連接比擬麻煩，且編程也非常復(fù)雜。而ICL7135的串行接法是通過(guò)計(jì)脈沖數(shù)的方法來(lái)獲得測(cè)量轉(zhuǎn)換結(jié)果的。這是因?yàn)槠涿}沖數(shù)與轉(zhuǎn)換結(jié)果具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)單片機(jī)AT80C51的定時(shí)器T0〔也可以使用定時(shí)器T1〕來(lái)計(jì)脈沖器。由于，定時(shí)器T0所用的CLK頻率是系統(tǒng)晶振頻率的1/12。因此可利用單片機(jī)的ALE信號(hào)作為ICL7135的脈沖〔CLK〕輸入。但要注意，在軟件設(shè)計(jì)編程中，假設(shè)指令中不出現(xiàn)MOVX指令，ALE端產(chǎn)生的脈沖頻率將是晶振的1/6。至此，便可找到定時(shí)器所使用的頻率與單片機(jī)系統(tǒng)晶振頻率的關(guān)系，以及ICL7135所需的頻率輸入與單片機(jī)系統(tǒng)晶振頻率的關(guān)系。為了使定時(shí)器T0的計(jì)數(shù)脈沖的ICL7135工作所需的脈沖同步，可以將ICL7135的BUSY信號(hào)接至的P3.2〔INT0〕引腳上。此時(shí)定時(shí)器T0是否工作將受BUSY信號(hào)的控制。由上述時(shí)序圖可知，當(dāng)ICL7135開(kāi)始工作時(shí)，即在正向積分開(kāi)始時(shí)，也就是ICL7135的BUSY信號(hào)跳高時(shí)，定時(shí)器T0才開(kāi)始工作，且定時(shí)器T0所記錄的數(shù)據(jù)與ICL7135的測(cè)試脈沖〔從正向積分開(kāi)始到反向積分相結(jié)束這一區(qū)域內(nèi)的脈沖稱為測(cè)量脈沖〕存在一定的比例關(guān)系。在這種情況下，由于定時(shí)器T0和ICL7135所用的時(shí)鐘不是同一路。因此，應(yīng)當(dāng)找到定時(shí)器T0所記錄的數(shù)據(jù)和測(cè)量脈沖之間的某種比例關(guān)系。其比例關(guān)系如下：Ftime=Fosc/12Fale=Fosc/6Freal=Fosc/24Ficl=Fale/N其中，F(xiàn)osc為系統(tǒng)晶振頻率；Ftime為定時(shí)器所用頻率；Fale為單片機(jī)ALE輸出的頻率；Freal為ICL7135的測(cè)量脈沖頻率；Ficl為ICL7135所用的輸入頻率，該頻率可通過(guò)Dale分頻得到。N為分頻比，該系統(tǒng)中N選為4。本設(shè)計(jì)取AT80C51的外接晶振fosc=6MHz，那么ALE輸出約為1MHz，將ALE信號(hào)輸入74HC4040〔如圖3-5-5〕的CLK引腳。CD4040是由12個(gè)T型觸發(fā)器組成的串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器，有12個(gè)分頻輸出端，Q1～Q12，最大分頻系數(shù)為212=4096，由于74HC4040的所有輸入，輸出端都設(shè)有緩沖器，所以有較好的噪聲容限。CD4040的Q2輸出是對(duì)ALE進(jìn)行了22=4分頻，故輸入ICL7135的時(shí)鐘為1MHz/4=250kHz，可得TCP=1/250Hz=0.004ms，正向積分時(shí)間T為0.004×10000=40ms，為工頻周期20ms的整數(shù)倍，可消除50Hz的工頻干擾。而且這一頻率，使AT80C51的16位計(jì)數(shù)器能一次計(jì)數(shù)A/D轉(zhuǎn)換的脈沖數(shù)。在滿電壓輸入時(shí)，BUSY寬度為正向積分10000個(gè)CP脈沖，反向積分20001個(gè)脈沖(總計(jì)30001個(gè)CP脈沖)。在fosc=6MHz情況下，AT80C51內(nèi)部定時(shí)頻率為6MHz/12=500kHz，比ICL7135時(shí)鐘頻率250kHz大了1倍。在滿刻度電壓輸入時(shí)，定時(shí)器計(jì)數(shù)值應(yīng)為30001×2=60002，不超過(guò)AT80C51的16位計(jì)數(shù)的最大可計(jì)數(shù)值(216)。要得到測(cè)量脈沖的個(gè)數(shù)，只需在測(cè)量結(jié)束時(shí)，將定時(shí)器所記錄的脈沖個(gè)數(shù)除以2即可，而要得到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)那么應(yīng)用測(cè)量脈沖的個(gè)數(shù)減去，再減去10001(2711H)，余數(shù)就是通過(guò)輸入電路后的電壓值。這些轉(zhuǎn)換通?？赏ㄟ^(guò)軟件完成，因此非常簡(jiǎn)單。通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)可得到被測(cè)的模擬量。通過(guò)對(duì)串行方式的討論可以看出：使用這種方法可以不再使用芯片來(lái)擴(kuò)展口線。其優(yōu)點(diǎn)是占用口線少，能節(jié)省系統(tǒng)的硬件資源，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，不用添加任何擴(kuò)展口線器件，從而使系統(tǒng)的本錢(qián)得到降低。ICL7135與單片機(jī)的連接電路如圖3-5-6所示。圖3-5-574HC4040Fig.3-5-574HC4040圖3-5-6ICL7135與單片機(jī)連接電路Fig.3-5-6circuitofsinglechipconnecttoICL71353.6顯示電路普通數(shù)字電壓表通常采用LED顯示，屏幕小，不能顯示中文字符，本設(shè)計(jì)采用大屏幕LCD12864來(lái)顯示測(cè)量結(jié)果，并可顯示測(cè)量時(shí)的量程。3.6.1LCD12864簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD12864分為兩種，帶字庫(kù)的和不帶字庫(kù)的，不帶字庫(kù)的液晶在顯示漢字的時(shí)候可以選擇自己喜歡的字體。而帶字庫(kù)的液晶，只能顯示相應(yīng)的字體，也可以用圖片的形式顯示其他的字體。下面介紹不帶字庫(kù)的LCD12864，以Proteus中的AMPIRE128×64為例，如圖3-6-1所示，它的液晶驅(qū)動(dòng)器為KS0108。圖3-6-112864液晶Fig.3-6-1LCD12864LCD12864的引腳功能如表3-6-2所示。表3-6-2LCD12864的引腳功能Tab.3-6-2pinsfunctionofICL7135引腳符號(hào)狀態(tài)引腳名稱功能CS輸入芯片片選端，都是低電平有效CS1=0開(kāi)左屏幕，CS1=1關(guān)左屏幕CS2=0開(kāi)右屏幕，CS2=1關(guān)右屏幕RS輸入數(shù)據(jù)/命令選擇信號(hào)RS=1為數(shù)據(jù)操作RS=0為寫(xiě)指令或讀狀態(tài)RW輸入讀寫(xiě)選擇信號(hào)R/W=1為讀選通R/W=0為寫(xiě)選通E輸入讀寫(xiě)使能信號(hào)在E下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存(寫(xiě))入液晶，在E高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出DB0—DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)或指令的傳送通道RST輸入復(fù)位信號(hào)，低電平時(shí)復(fù)位復(fù)位時(shí)，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為0，可以跟單片機(jī)的復(fù)位引腳RST相連，也可以直接接VCC，使之不起作用V0比照度〔亮度〕調(diào)整-VoutLCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端如圖3-6-3所示，與帶字庫(kù)的液晶不同，此塊液晶含有兩個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)器，每塊驅(qū)動(dòng)器都控制64*64個(gè)點(diǎn)，分為左右兩個(gè)屏幕顯示，總共為128*64個(gè)點(diǎn)〔即有128×64個(gè)點(diǎn)〕。這就是為什么AMPIRE128*64有CS1和CS2兩個(gè)片選端的原因。此液晶有8頁(yè)，一頁(yè)有8行點(diǎn)陣點(diǎn)，左右各64列，共128列。圖3-6-3LCD12864屏幕Fig.3-6-3screenofLCD128643.6.2LCD12864中的重要指令〔一〕行(line)設(shè)置命令:RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00011xxxxxx由此可見(jiàn)顯示的起始行地址為0XC0，共64行?！捕稠?yè)(page)設(shè)置指令:RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00010111xxx起始頁(yè)地址為0XB8，因?yàn)橐壕в?4行點(diǎn)，分為8頁(yè)，每頁(yè)就有8行點(diǎn)?！踩沉?column)地址設(shè)置指令RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001xxxxxx每塊驅(qū)動(dòng)器的列地址都是從0X40到0X7F，共64列，所以此液晶共有128列點(diǎn)?！菜摹匙x狀態(tài)指令RWRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010Busy0ON/OFFRESET0000Busy：為1內(nèi)部忙，不能對(duì)液晶進(jìn)行操作；0—工作正常。ON/OFF：1—顯示關(guān)閉：0—顯示翻開(kāi)RESET：1—復(fù)位狀態(tài)；0—正常CS1和CS2屏幕選擇說(shuō)明CS1CS2選屏00全屏01左半屏10右半屏11不選LCD12864與單片機(jī)的連接由于這塊液晶不帶字庫(kù)，所以要自己編寫(xiě)字庫(kù)，編寫(xiě)字庫(kù)所用的字模提取軟件為Zimo21。與單片機(jī)的連接采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，連接電路如圖3-6-4所示。圖3-6-4LCD12864與單片機(jī)連接電路Fig.3-6-4circuitofsinglechipconnecttoLCD128643.7數(shù)據(jù)輸出電路3.7.1CH375簡(jiǎn)介隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速開(kāi)展，USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的使用已經(jīng)非常普遍，因此在一些需要轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)的設(shè)備、儀器上使用USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備接口的芯片便相繼產(chǎn)生了，本設(shè)計(jì)采用CH375，讓單片機(jī)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)通過(guò)USB接口輸出。CH37是一個(gè)USB總線的通用接口芯片，支持HOST主機(jī)方式和SLAVE設(shè)備方式。CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫(xiě)、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī)/DSP/MCU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機(jī)方式下，CH375還提供了串行通信方式，通過(guò)串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機(jī)/DSP/MCU等相連接。CH375的USB主機(jī)方式支持各種常用的USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)/DSP/MCU可以通過(guò)CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè)備通信。1內(nèi)部結(jié)構(gòu)CH375芯片內(nèi)部集成了PLL倍頻器、主從USB接口SIE、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、被動(dòng)并行接口、異步串行接口、命令解釋器、控制傳輸?shù)膮f(xié)議處理器、通用的固件程序等。CH375芯片引腳排列如圖3-7-1所示。圖3-7-1CH375芯片引腳Fig.3-7-1pinsofCH375chip2內(nèi)部物理端點(diǎn)CH375芯片內(nèi)部具有7個(gè)物理端點(diǎn)。端點(diǎn)0是默認(rèn)端點(diǎn)，支持上傳和下傳，上傳和下傳緩沖區(qū)各是8B；端點(diǎn)1包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區(qū)各是8B，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是81H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是01H；端點(diǎn)2包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區(qū)各是64B，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是82H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是02H。主機(jī)端點(diǎn)包括輸出端點(diǎn)和輸入端點(diǎn)，輸出和輸入緩沖區(qū)各是64B，主機(jī)端點(diǎn)與端點(diǎn)2合用同一組緩沖區(qū)，主機(jī)端點(diǎn)的輸出緩沖區(qū)就是端點(diǎn)2的上傳緩沖區(qū)，主機(jī)端點(diǎn)的輸入緩沖區(qū)就是端點(diǎn)2的下傳緩沖區(qū)。其中，CH375的端點(diǎn)0、端點(diǎn)1、端點(diǎn)2只用于USB設(shè)備方式，在USB主機(jī)方式下只需要用到主機(jī)端點(diǎn)。3.7.2電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用串行通信方式，如圖3-7-2所示，數(shù)據(jù)傳輸線只需要三根，單片機(jī)的P2.5-P2.7用于數(shù)據(jù)傳輸。圖3-7-2USB通信電路Fig.3-7-2USBcommunicationcircuit4智能數(shù)字電壓表軟件設(shè)計(jì)4.1輸入電路自檢對(duì)輸入電路的自檢如圖3-1-3，繼電器RL7導(dǎo)通，接入標(biāo)準(zhǔn)電壓5V，然后啟動(dòng)相應(yīng)的各檔位進(jìn)行測(cè)量，儀器在自檢時(shí)測(cè)量各電壓，并與儲(chǔ)存的數(shù)值相比擬，假設(shè)兩者之差在5%內(nèi)，即認(rèn)為輸入電路正常工作。4.2RAM的檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM是否正常是通過(guò)檢測(cè)其讀寫(xiě)功能的有效性來(lái)完成的。通常選用的特征字55H〔01010101〕和AAH〔10101010〕，分別對(duì)RAM的每一單元進(jìn)行先寫(xiě)后讀的操作，其自檢程序流程圖如圖4-2-1所示。RAM自檢RAM自檢建立地址指針讀寫(xiě)相符？寫(xiě)入55H并讀出寫(xiě)入AAH并讀出讀寫(xiě)相符？錯(cuò)誤顯示NNYY地址指針加1最后一個(gè)單元？結(jié)束YN圖4-2-1RAM自檢程序流程圖Fig.4-2-1programflowchartofRAMself-checking4.3自動(dòng)量程量程的設(shè)定是由單片機(jī)控制P1口的輸出代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些代碼就是控制量程量程轉(zhuǎn)換電路開(kāi)關(guān)〔繼電器〕的控制信號(hào)，送出不同的控制代碼就可以決定開(kāi)關(guān)的不同組態(tài)，使電壓表處于某一量程上。量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換的程序程序流程圖如圖4-3-1所示，自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換由最高量程開(kāi)始，逐級(jí)比擬，直到選出最適宜的量程為止。繼電器從閉合轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_(kāi)，或從斷開(kāi)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合都有一個(gè)短暫的過(guò)程，所以在每次改變量程之后都要安排一定的延時(shí)時(shí)間，然后再進(jìn)行正式的測(cè)量和判斷。YY自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換延時(shí)程序測(cè)量程序超量程欠量程超量程處理N結(jié)束降量程YN圖4-3-1自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換程序流程Fig.4-3-1programflowchartofselectionrangeautomatically4.4數(shù)據(jù)處理在測(cè)量時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)誤差，就一次測(cè)量而言，隨機(jī)誤差毫無(wú)規(guī)律可言；當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，測(cè)量結(jié)果中的隨機(jī)誤差就會(huì)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，而且大多數(shù)按正態(tài)分布。可用取屢次測(cè)量結(jié)果的算數(shù)平均值來(lái)消除隨機(jī)誤差。就本設(shè)計(jì)而言，不同量程應(yīng)測(cè)量的次數(shù)是不同的。當(dāng)工作于最低量程0～0.12V時(shí)，被測(cè)信號(hào)很弱，隨機(jī)誤差的影響最大，因此測(cè)量次數(shù)取N=4；當(dāng)在0.1V～1.2V量程時(shí)，取N=2；在1V～12V量程時(shí)，取N=2；在10V～120V量程時(shí)，取N=1；在100V～1000V量程時(shí)，取N=1；然后再對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行平均值濾波。程序流程圖如圖4-4-1所示。0～0.12V？0～0.12V？適宜量程N(yùn)=40.1V～1.2V？N=21V～12V？N=210V～120V100V～1000VN=1N=1計(jì)算平均值程序結(jié)束圖4-4-1數(shù)據(jù)處理程序流程圖Fig.4-4-1programflowchartofdataprocessing5proteus仿真5.1交直流自動(dòng)識(shí)別電路仿真如圖5-1-1和圖5-1-2所示，在輸入端加上直流電，F(xiàn)C端的顯示電壓為5V，即FC為高電平。圖5-1-1直流輸入仿真電路圖Fig.5-1-1simulationofDCinput圖5-1-2直流輸入，F(xiàn)C為高電平Fig.5-1-2DCinputandFCishigh如圖5-1-3和圖5-1-4所示，當(dāng)在輸入端加上交流電時(shí)，F(xiàn)C端的電壓顯示為0，即FC為低電平。圖5-1-3交流輸入仿真電路圖Fig.5-1-3simulationofACinput圖5-1-4交流輸入，F(xiàn)C為低電平Fig.5-1-4ACinputandFCislow5.2真有效值電路仿真設(shè)置〔如圖5-2-1所示〕輸入電壓為真有效值1.5V，頻率為50Hz，在輸出端接一電壓表〔如圖5-2-2〕，仿真結(jié)果如圖5-2-3所示。圖5-2-1電壓設(shè)置Fig.5-2-1voltagesetting圖5-2-2真有效值電路仿真Fig.5-2-2simulationofRSMcircuit圖5-2-3仿真結(jié)果Fig.5-2-3simulationresult5.3整體仿真整體仿真電路如圖5-3-1所示；開(kāi)機(jī)顯示如圖5-3-2所示；超量程顯示如圖5-3-3；電壓的測(cè)量如圖5-3-4和5-3-5所示。圖5-3-1整體仿真電路Fig.5-2-3simulationofthewholecircuit圖5-3-2開(kāi)機(jī)顯示Fig.5-3-2startingdisplay圖5-3-3超量程顯示Fig.5-3-3displayofoverrange圖5-3-4直流電壓測(cè)量Fig.5-3-3displayofmeasuringDC圖5-3-4交流電壓測(cè)量Fig.5-3-3displayofmeasuringAC直流電壓仿真結(jié)果如表5-3-5所示；交流電壓仿真結(jié)果如表5-3-6所示。表5-3-5直流電壓仿真Tab.5-3-5simulationofDCinput直流輸入值560V60.21V4.517V0.8145V0.056V顯示值560.00V60.210V4.5171V814.53mV56.004mV表5-3-6交流電壓仿真Tab.5-3-6simulationofACinput交流輸入值788.7V50.65V6.314V0.123V0.0188V顯示值788.70V50.650V6.3142V123.03mV18.806mV6結(jié)論我的畢業(yè)設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為控制核心，通過(guò)集成摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ICL7135將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，由液晶顯示器12864顯示測(cè)量結(jié)果，該智能數(shù)字電壓表實(shí)現(xiàn)了量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換和高清晰度數(shù)字顯示功能，且轉(zhuǎn)換速度快、性能穩(wěn)定、電路簡(jiǎn)單，具有很好的實(shí)用價(jià)值。但存在以下缺乏：1、電路可更優(yōu)化。由于知識(shí)的局限性，在電路設(shè)計(jì)上存在一定問(wèn)題，需擴(kuò)展知識(shí)面，從而使整個(gè)電路的設(shè)計(jì)更好。2、精度需要進(jìn)一步提到。在測(cè)量幅值較小的信號(hào)時(shí)，由于放大電路的關(guān)系，放大后的信號(hào)與理論值有一定的差距。3、功能可更加完善?？稍谳斎腚娐分袇⒓覫/U轉(zhuǎn)換器，這樣便可實(shí)現(xiàn)電流的測(cè)量。參考文獻(xiàn)趙新民,王祁.智能儀器設(shè)計(jì)根底[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1999.徐愛(ài)均.智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1995.趙新民.智能儀器原理及設(shè)計(jì)[M].第二版．哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1995.韓啟綱.智能化儀表原理與使用維修[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2002.沙占友.新型數(shù)字萬(wàn)用表原理與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,1999.胡健.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社[M],2004.楊增汪,陳斯,戴新宇.一種量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換高精度數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀表,2011(11).高學(xué)群.基于MSP430的數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2011(15).牟麗娜,陳鴻,史偉龍.ICL7135與單片機(jī)接口電路設(shè)計(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Hills,

CA:Sage

Pub致謝本論文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從課題的選擇到論文的最終完成的每一個(gè)環(huán)節(jié)，自始至終得到兩位老師的精心指導(dǎo)和幫助。導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)、對(duì)事業(yè)和科學(xué)的執(zhí)著追求，以及他們的諄諄教誨都給我留下了深刻的印象，使我受益終身。在課題的研究設(shè)計(jì)過(guò)程中，我不僅從兩位老師那里學(xué)到許多專業(yè)知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)新知識(shí)并將其穩(wěn)固的方法，這無(wú)疑是一把開(kāi)啟未來(lái)生活的鑰匙，特此向蔣老師和石老師表示衷心的感謝！在此，要感謝我們的同班同學(xué)，感謝你們的無(wú)私奉獻(xiàn)和熱情的幫助，使我們克服了很多困難，最終完成了論文。最后，我要感謝父母及親人對(duì)我完成學(xué)業(yè)的支持和關(guān)心，是他們的摯愛(ài)和鼓勵(lì)給予了我勤奮進(jìn)取的力量。在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活中，還得到了許多領(lǐng)導(dǎo)和老師的熱情關(guān)心和幫助，在此，向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友們表示由衷的謝意！衷心的感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加辯論的各位教授、老師！附錄/*程序名:dianyabiao.c*/#include<reg51.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>#include<stdio.h>#include<math.h>#defineDisp_On0x3f#defineDisp_Off0x3e#defineCol_Add0x40//列起始#definePage_Add0xb8//頁(yè)起始#defineStart_Line0xc0//行起始sbitcs1=P2^0;sbitcs2=P2^1;sbitEN=P2^4;sbitRS=P2^2;sbitRW=P2^3;sbitRST=P3^4;sbitA=P1^1;sbitF=P1^6;sbitH=P1^0;sbitY=P1^2;sbitC=P1^3;sbitD=P1^4;sbitE=P1^5;sbitRH=P3^1;//控制ICL735工作狀態(tài)sbitbusy=P3^2;//轉(zhuǎn)換開(kāi)始標(biāo)志sbitpol=P3^3;//電壓正負(fù)判斷sbitFC=P3^0;//交直流自動(dòng)識(shí)別慰接口sbitzh=P3^7;//交直流自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制接口unsignedchardat[]={0,0,0,0,0,0,0,0};unsignedintdwei=3,mm=0,abc=0;unsignedchark;unsignedlongintsumm,sum=0,buf;/*取模設(shè)定為“縱向取模”，“字節(jié)倒序”*/charcodehying[]={//"歡",0x14,0x24,0x44,0x84,0x64,0x1C,0x20,0x18,0x0F,0xE8,0x08,0x08,0x28,0x18,0x08,0x00,0x20,0x10,0x4C,0x43,0x43,0x2C,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x06,0x18,0x30,0x60,0x20,0x00,//"迎",0x40,0x41,0xCE,0x04,0x00,0xFC,0x04,0x02,0x02,0xFC,0x04,0x04,0x04,0xFC,0x00,0x00,0x40,0x20,0x1F,0x20,0x40,0x47,0x42,0x41,0x40,0x5F,0x40,0x42,0x44,0x43,0x40,0x00,//"使",0x40,0x20,0xF0,0x1C,0x07,0xF2,0x94,0x94,0x94,0xFF,0x94,0x94,0x94,0xF4,0x04,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x00,0x40,0x41,0x22,0x14,0x0C,0x13,0x10,0x30,0x20,0x61,0x20,0x00,//"用",0x00,0x00,0x00,0xFE,0x22,0x22,0x22,0x22,0xFE,0x22,0x22,0x22,0x22,0xFE,0x00,0x00,0x80,0x40,0x30,0x0F,0x02,0x02,0x02,0x02,0xFF,0x02,0x02,0x42,0x82,0x7F,0x00,0x00,//"智",0x10,0x14,0x13,0x92,0x7E,0x32,0x52,0x92,0x00,0x7C,0x44,0x44,0x44,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x00,0xFF,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,//"能",0x10,0xB8,0x97,0x92,0x90,0x94,0xB8,0x10,0x00,0x7F,0x48,0x48,0x44,0x74,0x20,0x00,0x00,0xFF,0x0A,0x0A,0x4A,0x8A,0x7F,0x00,0x00,0x3F,0x44,0x44,0x42,0x72,0x20,0x00,//"數(shù)",0x10,0x92,0x54,0x38,0xFF,0x38,0x54,0x52,0x80,0xF0,0x1F,0x12,0x10,0xF0,0x10,0x00,0x42,0x42,0x2A,0x2E,0x13,0x1A,0x26,0x02,0x40,0x20,0x13,0x0C,0x33,0x60,0x20,0x00,//"字",0x00,0x10,0x0C,0x24,0x24,0x24,0x25,0x26,0xA4,0x64,0x24,0x04,0x14,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0x42,0x82,0x7F,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,};charcodedianya[]={//"電",0x00,0x00,0xF8,0x48,0x48,0x48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x48,0x48,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x04,0x04,0x04,0x04,0x3F,0x44,0x44,0x44,0x44,0x4F,0x40,0x70,0x00,//"壓",0x00,0x00,0xFE,0x02,0x42,0x42,0x42,0x42,0xFA,0x42,0x42,0x42,0x62,0x42,0x02,0x00,0x20,0x18,0x27,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x21,0x2E,0x24,0x20,0x20,0x00,//"表",0x00,0x40,0x44,0x54,0x54,0x54,0xD4,0xFF,0x54,0x54,0x54,0x54,0x54,0x44,0x40,0x00,0x08,0x08,0x04,0x04,0xFE,0x43,0x21,0x10,0x03,0x04,0x08,0x14,0x23,0x62,0x20,0x00,};charcodexida[]={//"含",0x40,0x40,0x20,0x20,0x50,0x48,0x4C,0x73,0x44,0x48,0xD0,0x30,0x60,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7C,0x24,0x24,0x24,0x24,0x26,0x25,0x24,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,//"弘",0x00,0x02,0xF2,0x12,0x12,0x12,0x1E,0x00,0x00,0x80,0x70,0x0F,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x03,0x41,0x81,0x41,0x3F,0x10,0x3C,0x13,0x10,0x10,0x14,0x38,0x10,0x00,//"光",0x00,0x40,0x42,0x44,0x5C,0xC8,0x40,0x7F,0x40,0xC0,0x50,0x4E,0x44,0x60,0x40,0x00,0x00,0x80,0x40,0x20,0x18,0x07,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x40,0x40,0x40,0x40,0x78,0x00,//"大",0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0xA0,0x7F,0xA0,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,0x00,0x80,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x01,0x06,0x08,0x30,0x60,0xC0,0x40,0x00,//"，",0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x58,0x38,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//"繼",0x20,0x38,0xA7,0x62,0x30,0x00,0xFE,0x48,0x50,0xC0,0xFF,0xC0,0x50,0x4C,0x40,0x00,0x22,0x23,0x22,0x12,0x12,0x00,0x7F,0x48,0x46,0x41,0x5F,0x40,0x41,0x46,0x40,0x00,//"往",0x20,0x10,0x88,0xF7,0x22,0x08,0x08,0x08,0x09,0xFE,0x0A,0x08,0x08,0x08,0x08,0x00,0x02,0x01,0x00,0xFF,0x00,0x40,0x41,0x41,0x41,0x7F,0x41,0x41,0x41,0x41,0x40,0x00,//"開(kāi)",0x40,0x42,0x42,0x42,0x42,0xFE,0x42,0x42,0x42,0x42,0xFE,0x42,0x42,0x42,0x42,0x00,0x00,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//"來(lái)",0x00,0x80,0x84,0x84,0x94,0xA4,0xC4,0xFF,0x84,0xC4,0xB4,0x94,0x84,0x84,0x80,0x00,0x20,0x20,0x10,0x10,0x08,0x04,0x02,0xFF,0x01,0x02,0x04,0x08,0x18,0x30,0x10,0x00,//"！",0x00,0x00,0x00,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x5F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,};charcodechao[]={//"超",0x40,0x48,0x48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x82,0xC2,0xBE,0x82,0xA2,0xC2,0xBE,0x00,0x00,0x60,0x1F,0x20,0x40,0x7F,0x42,0x42,0x40,0x5F,0x48,0x48,0x48,0x48,0x5F,0x40,0x00,};charcodelcheng[]={//"量",0x40,0x40,0x40,0xDF,0x55,0x55,0x55,0xD5,0x55,0x55,0x55,0xDF,0x40,0x40,0x40,0x00,0x40,0x40,0x40,0x57,0x55,0x55,0x55,0x7F,0x55,0x55,0x55,0x57,0x50,0x40,0x40,0x00,//"程",0x10,0x12,0xD2,0xFE,0x91,0x11,0x80,0xBF,0xA1,0xA1,0xA1,0xA1,0xBF,0x80,0x00,0x00,0x04,0x03,0x00,0xFF,0x00,0x41,0x44,0x44,0x44,0x7F,0x44,0x44,0x44,0x44,0x40,0x00,};charcodejiaozhiliu[]={//"交",0x00,0x08,0x88,0x48,0x38,0x28,0x09,0x0E,0x0C,0x08,0x98,0x28,0x68,0x48,0x08,0x00,0x00,0x80,0x80,0x40,0x41,0x22,0x14,0x18,0x0C,0x16,0x23,0x61,0xC0,0x40,0x00,0x00,//"直",0x00,0x04,0x04,0xF4,0x94,0x94,0x9C,0x97,0x94,0x94,0x94,0xF4,0x04,0x04,0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x7F,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x4A,0x7F,0x40,0x40,0x40,0x00,//"流",0x10,0x60,0x01,0x86,0x60,0x04,0x44,0x64,0x55,0x4E,0x44,0x64,0xC4,0x04,0x04,0x00,0x04,0x04,0xFC,0x03,0x40,0x30,0x0F,0x00,0x00,0x7F,0x00,0x3F,0x40,0x40,0x70,0x00,};charcodedqian[]={//"當(dāng)",0x00,0x40,0x42,0x44,0x4C,0x40,0x40,0x7F,0x40,0x40,0x48,0x44,0xE6,0x40,0x00,0x00,0x00,0x40,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0xFF,0x00,0x00,0x00,//"前",0x08,0x08,0xE8,0x29,0x2A,0x2E,0xE8,0x08,0x08,0xCC,0x0A,0x0B,0xE8,0x0C,0x08,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x09,0x49,0x89,0x7F,0x00,0x00,0x0F,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00};charcodekge[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};/*數(shù)字的ASCII編碼表*/charcodeASC[]={0xF8,0xFC,0x04,0xC4,0x24,0xFC,0xF8,0x00,0x07,0x0F,0x09,0x08,0x08,0x0F,0x07,0x00,//-0- 0x00,0x10,0x18,0xFC,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,0x08,0x08,0x0F,0x0F,0x08,0x08,0x00,//-1-0x08,0x0C,0x84,0xC4,0x64,0x3C,0x18,0x00,0x0E,0x0F,0x09,0x08,0x08,0x0C,0x0C,0x00,//-2- 0x08,0x0C,0x44,0x44,0x44,0xFC,0xB8,0x00,0x04,0x0C,0x08,0x08,0x08,0x0F,0x07,0