《基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)》開(kāi)題報(bào)告2600字

開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名年級(jí)專業(yè)論文題目基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師文獻(xiàn)綜述（包括課題現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)）1.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀通過(guò)查閱資料文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)對(duì)于電壓表的描述，主要是以仿真的形式來(lái)研究的。朱志珍研究并設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為主體的，用來(lái)測(cè)量電壓的簡(jiǎn)易電壓表，主要介紹了電路的硬件部分。劉景武介紹了國(guó)外的一些數(shù)字電壓表，這些電壓表都具有代表性，并且列出了電壓表的各種參數(shù)。同時(shí)，有關(guān)于仿真軟件和單片機(jī)的介紹，孫萬(wàn)麟通過(guò)設(shè)計(jì)全雙工通信電路，介紹了Proteus軟件，以及如何仿真實(shí)驗(yàn)，能讓我們更熟練地使用Proteus。王曉彥講了STM32單片機(jī)，介紹了他功能與使用原理，幫助我們?cè)敿?xì)了解該系列單片機(jī)。王超分析了單片機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，有助于我們理解數(shù)模轉(zhuǎn)換的原理。2.國(guó)外研究現(xiàn)狀同時(shí)，也查閱了一些外文文獻(xiàn)，國(guó)外的研究會(huì)具體到某一個(gè)模塊上。BapatVM講述了數(shù)字電壓表的用途，并且對(duì)各種數(shù)字電壓表作了簡(jiǎn)要介紹。CasciatiF,介紹了單片機(jī)在數(shù)據(jù)收集方面的強(qiáng)大之處。YuqingS介紹了一種非接觸式的電壓測(cè)量?jī)x表,同樣也是利用STM32來(lái)實(shí)現(xiàn)的,他里面的放大電壓的電路,電源電路,以及報(bào)警電路等,對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)單片機(jī)電路有很大幫助。EspelP提到了20至400HZ的商用電壓表的數(shù)模轉(zhuǎn)換的性能,并且進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。還查閱了一些關(guān)于單片機(jī)原理介紹的文獻(xiàn)，其中，YueJ講到單片機(jī)可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制,可以讓我們了解單片機(jī)的內(nèi)部工作原理。ZhangW,對(duì)直流數(shù)字電壓表的測(cè)量精度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,得出測(cè)量誤差在允許范圍之內(nèi)。研究現(xiàn)狀小結(jié)現(xiàn)如今，數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展和演變，擁有了多種類型和功能，而傳統(tǒng)的電壓表因?yàn)樗麄兊娜秉c(diǎn)被逐漸替代，例如要對(duì)遠(yuǎn)程的電壓進(jìn)行測(cè)量，這就需要數(shù)字式電壓表來(lái)完成，基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表可以很好地完成這個(gè)任務(wù)，利用遠(yuǎn)程信號(hào)采集裝置對(duì)電壓值進(jìn)行采集并且輸入到系統(tǒng)中，然后在內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后輸出測(cè)得的數(shù)字量電壓值，極大地方便了人們的工作。這些都是傳統(tǒng)的那些電壓表無(wú)法比較的，因此數(shù)字式電壓表的研究與開(kāi)發(fā)具有良好的前景。發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)在，數(shù)字化的電壓表已經(jīng)有很多，由于傳統(tǒng)的電壓表利用指針來(lái)指向讀數(shù)，依靠人眼來(lái)判斷讀數(shù)，可能會(huì)由于人為因素，從而造成讀數(shù)產(chǎn)出較大誤差，而且其功能單一，只能測(cè)量固定的電壓值，所以逐漸被淘汰。而數(shù)字式電壓表由于測(cè)量精確度高，讀數(shù)準(zhǔn)確，外界對(duì)其影響小，所以被用在電力電子等領(lǐng)域，前景廣闊。數(shù)字電壓表具有以下特點(diǎn)：（1）準(zhǔn)確度高，精度可到幾mV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的電磁式電壓表。（2）測(cè)量速度快，利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，因此他處理數(shù)據(jù)的速度比傳統(tǒng)電壓表要快。（3）顯示數(shù)值清晰，讀數(shù)準(zhǔn)確，可以避免人為因素對(duì)于測(cè)量的誤差，從而確保讀數(shù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)，他還可以標(biāo)注測(cè)量項(xiàng)目的符號(hào)，方便人們的讀數(shù)。（4）抗干擾能力強(qiáng)，由于使用數(shù)字電壓表對(duì)電壓進(jìn)行測(cè)量時(shí)，讀數(shù)可以直觀的體現(xiàn)在液晶顯示屏上，且內(nèi)部擁有濾波電容，采用數(shù)字濾波，可以有效排除外來(lái)因素的干擾，保證讀數(shù)的客觀性。（5）數(shù)字電壓表集成度高，把所有功能集中到一塊芯片上面，體積小，因而整個(gè)系統(tǒng)功率耗能較低。數(shù)字式電壓表一開(kāi)始是電子管比較式，優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確度比較高，但測(cè)量速度較慢，而且體積比較大，不利于實(shí)驗(yàn)的大量使用。之后的速度提高的諧波式電壓表，準(zhǔn)確度不夠，也因此被逐漸淘汰。直到現(xiàn)在，出現(xiàn)了數(shù)字式電壓表，而且現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟，不僅僅可以測(cè)量電壓，還可以用來(lái)測(cè)量其他參數(shù)。利用集成電路中的單片機(jī)來(lái)對(duì)電壓進(jìn)行處理，精確度提升很大，而且測(cè)量速度比以往的電壓表要快，已經(jīng)成為了電氣，電子，電工等各個(gè)領(lǐng)域用來(lái)測(cè)量電壓的最佳選擇。不僅如此，其制造和維護(hù)價(jià)格也比機(jī)械式電壓表要便宜。[1]孫萬(wàn)麟.基于Proteus的單片機(jī)通信電路設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2016,35(10):135-138.[2]王曉彥.STM32單片機(jī)原理及硬件電路設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(14):163-164.[3]吳順柳.基于單片機(jī)的高精度數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)[J].電子制作,2021(21):87-89+69.[4]王超,湯吉昀,宋莉莉.基于Proteus的單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)與仿真[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2019,38(01):123-127.[5]劉帥,周世杰,鄭凡非.基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2019,37(02):166-167.[6]李輝.STM32單片機(jī)的原理分析與硬件電路設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試,2018(14):31+26.[7]周惠文.單片機(jī)技術(shù)在智能化電子產(chǎn)品中的運(yùn)用策略[J].信息記錄材料,2021,22(12):137-138.[8]張苗.液晶顯示原理研究及顯示缺陷分析[J].電子世界,2020(07):83-84.[9]齊祥明.基于單片機(jī)的量程轉(zhuǎn)換數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2019,19(04):38-41.[10]孫婧波.基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[J].電子制作,2020(24):16-18.主要研究?jī)?nèi)容、方法及預(yù)期目的內(nèi)容：本次設(shè)計(jì)的是數(shù)字電壓表，用STM32F103R6單片機(jī)，他具有精度高等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于他的研究對(duì)我們認(rèn)識(shí)電壓表具有很好的促進(jìn)作用。此次設(shè)計(jì)可以鍛煉自己的實(shí)踐能力，通過(guò)了解數(shù)字電壓表的結(jié)構(gòu)，以及工作原理，利用自己編寫(xiě)的C語(yǔ)言代碼，將其拷入到系統(tǒng)仿真圖中，使數(shù)字電壓表能正常工作。數(shù)字電壓表在我們生活和工作的方方面面都可以被用到，所以對(duì)數(shù)字電壓表的研究和設(shè)計(jì)就顯得非常重要。本次設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）了解STM32單片機(jī)的基本概念和原理，熟悉其工作原理和各個(gè)I/O口的功能。（2）熟悉數(shù)字電壓表的體系結(jié)構(gòu)、了解工作原理，熟練使用Proteus軟件。（3）掌握數(shù)字電壓表的各項(xiàng)主要性能指標(biāo)。本次設(shè)計(jì)的具體目標(biāo)如下：（1）分為三檔量程：0～0.5V，0.5～1V，1～3VADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>齊祥明</Author><Year>2019</Year><RecNum>120</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[11]</style></DisplayText><record><rec-number>120</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">120</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>齊祥明</author></authors></contributors><auth-address>安慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院;</auth-address><titles><title>基于單片機(jī)的量程轉(zhuǎn)換數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)</title><secondary-title>廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)</secondary-title></titles><periodical><full-title>廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)</full-title></periodical><pages>38-41</pages><volume>19</volume><number>04</number><keywords><keyword>單片機(jī)</keyword><keyword>量程轉(zhuǎn)換</keyword><keyword>ADC0831</keyword><keyword>數(shù)字電壓表</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><isbn>1674-3229</isbn><call-num>13-1391/N</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[11]；（2）數(shù)字電壓表測(cè)量的最小分辨率為1mV；（3）可以根據(jù)輸入的電壓值大小來(lái)自動(dòng)選擇量程；（4）采用字符液晶LM016L顯示。方法：本設(shè)計(jì)選用STM32F103R6單片機(jī)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，內(nèi)部有12位的ADC模塊，可以將輸入的電壓進(jìn)行數(shù)字化，進(jìn)而輸出。利用LM016L顯示轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，時(shí)鐘電路提供時(shí)鐘和周期，復(fù)位電路用來(lái)進(jìn)行初始化，量程轉(zhuǎn)換可以利用軟件方式實(shí)現(xiàn)，由于該單片機(jī)引腳能承受的最大電壓為3.3V，因此需要有報(bào)警電路，當(dāng)電壓超過(guò)3.3V時(shí)，可以通過(guò)報(bào)警電路中的蜂鳴器發(fā)出聲音來(lái)進(jìn)行提示。預(yù)期目標(biāo)：利用Keil5進(jìn)行編寫(xiě)C語(yǔ)言程序，利用Proteus8搭建電路原理圖，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表對(duì)于電壓的測(cè)量，并且研究其測(cè)量的準(zhǔn)確性和精度，電路里面使用STM32系列單片機(jī)，數(shù)模轉(zhuǎn)換用內(nèi)部自帶ADC，用LM016L顯示電壓值，而且采用了低壓差穩(wěn)壓器LM1117DT-3.3作為供電電源電路，通過(guò)軟件方式實(shí)現(xiàn)了量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。課題進(jìn)度計(jì)劃1選題20