果就是唯的。新型数字电压表还增加了标志符显示功能，包括测量项目符号单位和特殊符号为解决不能反映被测电压的连续变化过程以及变化趋势这难题，种数字模拟条图仪表业已问世。模拟图条有双重含义第，被测量为模拟量第二，利用条状图形来模拟被测量的大小及变化趋势。这类仪表将数字显示与高分辨率转换单片机显示通讯模块输入电路模拟条图显示集于身，兼有与模拟电压表之优点。智能数字电压表均带微处理器和标准接口，可配合计算机和打印机进行数据处理或自动打印，构成完整的测试系统。准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。分辨率高，测量范围宽数字电压表在最低电压量程上末位个字所代表的电压值，称为仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。分辨率是指所能显示的最小数字零除外与最大数字的百分比。多量程般可测量直流电压，配上高压探头还可测上万伏的高压。扩展能力强在数字电压表的基础上，还可扩展成各种通用及专用数字仪表数字多用表和智能仪表，以满足不同的需要。测量速度快数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数，叫测量速率，单位是次。它主要取决于转换器的转换速率，其倒数是测量周期。输入阻抗高，集成度高，微功耗数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为，最高可达。并且新型数字电压表普遍采用大规模集成电路，整机功耗很低。抗干扰能力强其串模抑制比共模抑制比各别可达。高档还采用数字滤波浮地保护等先进技术，进步提高了抗干扰能力，共模抑制比可达电路原理图系统基本方框图如图所示，模拟电压经过档位切换到不同的分压电路衰减后，经隔离干扰送到转换器进行转换，然后送到单片机中进行数据处理。处理后的数据送到中显示，同时通过串行通讯与上位机通信。硬件电路设计输入电路设计由于该电压表要实现多量程测量，故而在本设计通过衰减电路与量程切换开关实现此功能，具体电路将在本节详细介绍。衰减电路设计图量程切换开关输入电路如图的作用是把不同量程的被测的电压规范到转换器所要求的电压值。智能化数字电压表所采用的单片双积分型芯片，它要求输入电压。衰减电路图衰减输入电路本仪表设计是电压，灵敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰减器，如图所示和电阻构成的衰减器。衰减输入电路可由开关来选择不同的衰减率，从而切换档位。为了能让自动识别档位，还要有图的硬件连接转换电路转化器类型转换器的作用是把模拟量转换成数字量，以便于计算机进行处理。随着超大规模集成电路技术的飞跃发展，现在有很多类型的转换器芯片，不同的芯片内部结构不样，转换原理也不仅相同，各种转换芯片根据转换原理可分为计数型转换器，逐次逼近型转换器，双重积分型转换器，和并行式转换器等，按转换方法可分为直接转换器和间接转换器按其分辨率分为位转换器。计数型转换器计数型转换器由转换器，计数器和比较器组成，工作时计数器由零开始计数每计次数后，计数器送往转换器转换，并将生成的模拟信号与输入的模拟信号在比较器内进行比较，若小于后者，则计数值加，转换和比较过程，直到转换生成的模拟信号与输入模拟信号相同时，则停止计数，这时计数器中的当前值就为输入模拟量对应的数字量。这种转换器结构简单，原理清楚，但转换精度与速度之间存在矛盾。当提高速度时，精度就回有所下降，当提高精度时，速度就回有所下降。现实中很少使用。逐次逼近型转换器逐次逼近型转换器是由个比较器，转换器，寄存器及控制电路组成。与计数型相同，也要进行比较以得到转换的数字量，但逐次逼近型转换器使用寄存器从高位到低位依次开始逐次比较。转换过程如下开始时寄存器各位都为零，转换时先将高位置，送转换器转换，转换结果与输入的模拟量比较，如果前者小于后者，则保留，否则，不保留。重复上述过程直到最低位，最后寄存器内容就为输入模拟量对应的数字量。个位逐次逼近型转换器只需要比较次，转换时间取决于位数和时钟周期。逐次逼近型转换器转转速度快，在实际中广泛应用。双重积分型转换器双重积分型转换器将输入电压先变成与其平均值成正比的时间间隔，然后再把此时间间隔转换成数字量，它属于间接型。它的转换过程分采样和比较两个过程。采样就是积分器对输入模拟电压进行固定时间积分，输入量越大，采样值越大。比较就是用基准电压对积分器进行反向积分，直到值为零，由于基准电压固定，所以采以的幅度变化。如果要获得更高的精度要求，则应采用位位的转换器。从表中可以看出，简易数字电压表测得的值基本上均比标准电压值偏大。这可以通过校正的基准电压来解决。因为该电压表设计时直接用的供电电源作为基准电压，所以电压有可能有偏差。另外，还可以用软件编程来校正测量值。的直流输入阻抗为,能满足常用的电压测试需要。另外，经测试可直接在的时钟频率下工作，这样可省去二进制分频器集成块。当要测量大于的电压时，可在输入口使用分压电阻，而程序中只要将计算程序的除数进行调整就可以了。但是量程越大，测量的精度会越低通讯模块设计通讯模块电路组成内部已集成通信接口，只需扩展片芯片将输出信号转换成协议规定的电平标准,是种双组驱动器接收器，每个接收器将电平输入转换为电平。每个驱动器将输入电平转换为电平。即接口，就是把转换为到电位转换为图引脚功能图通讯模块程序设计单片机内部有个全双工的串行通信口，即串行接收和发送缓冲器，这两个在物理上的接收发送器，既可以接收数据也可以发送数据。但接收缓冲器只能读出不能写入，而发送缓冲器则只能写入不能读出，它们的地址为。这个通信口既可以用于网络通信，亦可实现串行异步通信，还可以构成同步移位寄存器使用。如果在传行口的输入输出引脚上加上电平转换器，就可方便地构成标准的接口。的串行口有种工作方式，种同步方式，种异步方式。本方式选方式，帧数据有位，包括起始位位数据位和位停止位。串行口电路在发送时能自动加入起始位和停止位。在接收时，停止位进入中的位。方式的波特率是可变的，由定时器的溢出率决定。由定时器最好工作在方式上自动重装载模式，这样只需对设置次即可。数据通过输出，在个位输出完毕后，寄存器的位被设为，只要判断是，接着发送下个字节。波特率的设定定时器工作在方式的初值为为了减小误差，时钟振荡频率采用,选用定时器工作在方式作波特率发生器，波特率为，设为，依公式得初值为所以工作在方式上工作在方式上设置波特率为本设计的中断十分重要，为了减少相互间的干扰，保证可靠性，采用查询方式判断是否发送完毕。如果发送完毕跳，清标志位，跳到。否则跳到，等待总结电压测量通过不同的接口电路可实现温度湿度压力等测量，广泛应用于工业领域。本电路设计别具格，是种低功耗智能化的电压表。可扩展键盘报警电路，实现电压异常记录报警。虽然指导教师要求不高，但是对于只上了不到个学时的课知道些皮毛的我，太不容易了。经历了，写程序，调试，如果成功就写进硬件仿真，不成功继续改进但是写进硬件后出了问题，就不知是硬件问题还是程序问题了。没有人告诉你错在那里，没有人告诉你该怎么做，我在走没法预见的路，充满荆棘的路。那短日子真的是难熬，几乎每时每刻都在想办法。有空就在纸上写画着。由于时间不够，很多地方还不怎么完美。最后，在历经多次调试后，写进硬件后终于成功了。也许跟其它设计相比，我做的课程设计比较简单，但作为第次课程设计，面对自己的这点微不足道的小成功，内心的兴奋是不言而喻的。因为它毕竟是我们第次运用所学知识，把理论同实践经仿真相结合。其实对于初学者，又何必有太多的苛求,只要我们努力了，只要我们通过自己制作设计感受到成功的喜悦，并因此激发起了对单片机运用的兴趣，这也许就足够了。我想，我们未来的路还很长，带着这份兴趣及求知欲望，未来的成功就不会遥远。参考文献李朝青单片机原理及接口技术第版北京航空航天大学出版社，张克农数字电子技术基础北京高等教育出版社，刘湘涛，江世民单片机原理与应用北京电子工业出版社，余小平，奚大顺电子系统设计基础篇北京航空航天大学出版社，朱清慧，张凤蕊等教程电子线路设计制版与仿真北京清华大学出版社，徐爱钧智能化测量控制仪表原理与设计第二版北京北京航空航天大学出版社吴金戌沈庆阳郭庭吉单片机实践与应用北京清华大学出版社张国勋缩短采样程序时间的种方法电子技术应用第期高峰单片微型计算机与接口技术北京科学出版社刘伟赵俊逸黄勇种基予单片机的型数据采录器的设计与实现天津市计算机学会单片机分会编年全国单片机及嵌如入式系统学术年会论文集下册北京北京航空航天大学出版社,谢维成杨加国主编单片机原理与应用及程序设计北京清华大学学出版社附录电路原理图附录部分参考程序源程序清单开始入口中断入口主程序入口主程序设置定时模式设置高位初值设置低位初值开中断源启动定时调用转换子程序调用数据转换子程序调用显示子程序转换子程序开转换判断转换数据完成开传输数据转换子程序转换数据个位转换小数转换时钟程序提供的时钟信号显示子程序显示电压显示十位显示个位显示小数点显示十分位显示百分位延时子程序,判是否万位数字输出,读数据,对数据低四位清零高四位和低四位交换位址,对高四位补，使其指向数字对应的码,万位数字存入退出中断,判是否千位数字输出,判是否百位数字输出,判是否十位数字输出延时子程序显示字符，结束位,显示字符，结束位数字电压表的分析与设计摘要数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。它显示清晰直观读数准确，采用了先进的数显技术，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件。数字电压表是把连续的模拟量直流输入电压转换成不连续离散的数字形式，并加以显示的仪表。数字电压表把电子技术计算技术自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在起，成为仪器仪表领域中而完整的个分支，数字电压表标志着电子仪器领域的场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。本文介绍种基于单片机的种电压测量电路,该电路采用高精度双积分转换电路，测量范围直流伏，使用液晶模块显示，可以与机进行串行通信。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，的特点，的功能和应用，的功能和应用。该电路设计新颖功能强大可扩展性强。关键词电压测量双积分转换器，液晶模块,目录前言概述数字电压表发展趋势数字电压表的特点电路原理图硬件电路设计输入电路设计衰减电路设计衰减电路转换电路转化器类型