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【毕业设计论文】数字式智能电压表设计 【毕业设计论文】数字式智能电压表设计

格式:word 上传:2022-06-25 08:35:28

《【毕业设计论文】数字式智能电压表设计》修改意见稿

1、“.....经过由和组成的平滑滤波器可滤掉交流纹波,得到的平均值电压,送至对进行转换。 是交流电压档的校准电位器,调整可使整个转换器的电压放大倍数为倍,令仪表直接显示出被测电压的有效值,负半周时,为反向电流提供通路,是运放的频率补偿电容和还为提供个合适的偏置电压,以减小转换器对小信号进行放大时的波形失真。 在本电路中,输入的是的交流信号,输出的是的直流信号,从信号幅度来看,并不要求电路进行任何放大,但是,正是电路本身具有的放大作用,才保证了其几乎没有损失地进行的信号转换。 因此,这里使用的是低功耗的高阻输入运算放大器,其不灵敏区仅仅只有左右,其在普通数字万用表中大量使用,电路大同小异。 如图所示。 图自动量程接口切换电路基本原理自动量程切换接口由倍放大器电路欠量程识别电路换程控制电路组成。 结构框图如图所示。 图电路工作原理如下当电路上电后,换程控制电路自动将量程设置为最高挡......”

2、“.....然后欠量程识别电路对放大后的输出进行判断。 判断标准是以和它相配的转换器的输入上限作为其上限阀值,以作为其下限阀值为欠量程。 若欠量程,则由换程控制电路控制量程由高到低变化至放大电路输出大于。 若输入变化后可先使仪表复位到最高挡,再由电路自动根据减至合适量程为止。 以上过程由硬件电路与单片机实现。 整个接口的测量精度取决于放大电路的精度和欠量程识别电路的精度和稳定性,而换程速度则取决于多路模拟开关的响应速度和单片机换程信号。 倍放大器电路通常,检测信号的放大采用集成运算放大器。 运算放大器可以实现模拟信号的加减微分积分等运算。 运算放大器电压增益高,输入阻抗大,输出阻抗小,根据负反馈电路的接法,可以实现反相运算同相运算勋,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......”

3、“.....数字式智能电压表设计摘要数字电压表简称,它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量转换成不连续离散的数字形式并加以显示的仪表。 本设计介绍种基于单片机的电压测量电路,该电路采用精密真有效值转换器将交流电压转换为直流电压,通过电路,测量交直流范围,显示为位,有过量程指示测量电压读数个字,使用液晶模块显示。 本文完成了硬件电路的设计及软件程序编写,介绍了分频器及显示模块的功能和应用。 该电路电路运行安全可靠,保护功能完善,用电安全性较高。 关键词数字电压表单片机英文摘要略第章前言数字电压表概述数字电压表的发展及应用电压表指固定安装在电力电信电子设备面板上使用的仪表,用来测量交直流电路中的电压。 传统的电压表功能单,精确度低,不能满足数字化时代的要求,在测量电压时需要手动切换量程,不仅不方便......”

4、“..... 如果在测量时忘记改变量程,则会出现很大的测量误差,甚至有将电压表烧坏的可能。 目前,由各种单片机转化器构成的数字电压表,已被广泛用于电子及电工测量领域,并且由扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表,也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。 本次设计数字电压表的组成部分本设计是由作为整个系统控制的核心,整个系统由输入电路转换电路电源电路单片机键盘控制电路及显示电路六大部分组成。 如图图硬件框图其中输入电路的图,如图所示图输入电路图整个系统由单片机控制电压的输入与输出,模拟电压信号经过档位切换到不同的分压电路衰减后,自动选择量程后,若测量直流电压直接送到转换,若测量交流电压先把交流转换为直流后送到转换电路进行转换,然后送到单片机进行处理,处理后的数据送到中显示。 量程的自动切换由单片机通过程序控制联动开关来完成。 整个硬件系统的主要电路由以下几特性具有对称性......”

5、“.....元件本身没有极性,因为它还可作为小电流小于的双向限幅器或稳压管。 图中的,分别表示通过直流电流时的耐压值。 伏安特性压敏电阻器稳分压器电压档保护电路图压敏电阻及其构成的保护电路用压敏电阻器构成的电压档保护电路如图所示,它直接接在分压器件前面,不需要加限流电阻。 压敏电阻器的标称电压值应根据实际电路需求来确定,本文采用规格的压敏电阻器作为其保护电路。 三分压及量程转换电路分压部分直流电压测量部分电压输入电路如图所示。 该电路是以作为基本量程,共设为个挡。 图中,个电阻为分压电阻。 均采用误差较小的精密金属膜电阻相对误差为,五个电阻的总和为Ω。 实际设计时是根据各档位的分压比和电阻总值来确定各分压电阻的。 如先确定总Ω再计算挡的电阻值总同理,再计算其它个电阻值。 尽管上述最高量程档的理论量程是,但通常的数字电压表出于耐压和安全考虑,规定最高电压量程为。 显然,此档满量程时......”

6、“..... 即,同理可以算出量程为档的分压系数等于,满量程时输出电压为,即。 档的分压系数为和。 总之,通过分压电路,使被测电压律减至以下,之后再放大倍送给转换电路变换后送入单片机处理和显示。 如图所示量程切换开关衰减输入电路图直流电压测量电路交流电压部分方案使用个的运放电路来进行交流直流变换,如图示,基本电路是个同相放大器。 输入的正弦电压为正弦波时,无效为负半波时,无效。 从运放输入的虚短路原则可知上的电压等于输入电压又容易知道,上的电压在为正半波时等于在为负半波时等于,从图可知,变换器的输出电压。 的平均值为零,的平均值就等于的平均值。 图但是该电路有个致命缺点即输入交流电压如有直流成分,输出就会立即反映出来,造成很大的变换误差。 方案二改善方案的不足,由运放放大后的交流电压信号,经隔直电容输出,当信号为正半周时导通,分组成......”

7、“..... 如图所示。 过压保护电路压敏电阻是种新型过压保护元件,其电阻值可随端电压的不同而变化,它可直接并在分压器前面,不需要加限流电阻。 压敏电阻器的标称电压值应根据实际电路需要来确定。 如图所示。 分压电路与自动量程选择电路通过模拟开关自动调整量程并将被测电压自动规范到转换电路所要求的电压值。 如图所示。 转换电路双积分转换电路,电路。 单片机最小系统部分及外围接口电路单片机最小系统设计,主要包括电源,晶振,复位电路三大部分外围接口电路设计主要包括显示接口,键盘输入电路设计。 根据系统显示精度测量范围和控制误差,选择相应的器件,完成它们之间的连线。 第二章硬件设计电源电路设计由于单片机及所用的芯片均为直流供电,经过变压器将其变为低压交流电压,低压电压经过桥式全波整流变成直流电压,再经过双电容滤波加集成稳压芯片和最终变成稳定的直流电压......”

8、“..... 在使用数字电压表测量开关电源电路中的电压时,经常会由于人为疏忽出现意外情况,为维修时易发现故障所在。 电源电路原理图如下图电源电路原理图二过压保护电路通常的数字电压表出于耐压和安全考虑,规定直流最高电压量程为,交流电压最高档的量程为有效值。 通常可以采用火花放电器或压敏电阻器作为过压保护。 压敏电阻器是电压灵敏电阻器的简称,属于种新型过压保护元件。 压敏电阻器是由氧化锌为主要材料制成的金属氧化物半导体陶瓷元件,其电阻值可随端电压的不同而变化。 压敏电阻器的工作范围很宽,有多种规格,对电压脉冲响应快响应时间仅为几十纳秒,耐冲击电流能力强,通流量通流量表示在规定时间之内,允许通过脉冲电流的最大值,其中,脉冲电流从到得时间为,峰值持续时间为指标可达,漏电流小低于几至几十微安,工作稳定可靠。 其电阻温度系数小于。 压敏电阻器伏安特性如图所示,其伏分......”

9、“.....它可以完成单片机的初始化。 也可以在死机状态下重启单片机。 它的基本原理是在时钟电路开始工作后,在单片机的引脚施加个时钟振荡脉冲即两个机器周期以上的高电平,单片机便可以复位。 在复位期间,单片机的引脚和引脚均输出高电平。 当引脚从高电平跳变为低电平后单片机便单元开始执行程序。 在实际应用中,般采用即可手动复位,又可以上电复位的电路,这样即使人工复位单片机系统。 上电部分的原理也是电路的充放电效应。 除了系统上电的时候可以给引脚个短暂的高电平信号外,当按下按键开关的时候,通过个电阻连接到引脚,给个高电平按键松开的时候,引脚恢复为低电平,复位完成。 数码管的显示有静态和动态两种方式,但是由于静态显示在显示位数较多,就需要占用更多的并行口,为简化电路,故本文采用动态显示方式。 根据设计精度要求采用位半共阴级数码,利用单片机的口驱动数码管的亮灭,设计中由口驱动的段码显示,即显示字符......”

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