高精度16位AD电压电流表

本科毕业设计（论文）

题目：高精度16位AD转换器应用

High precision 16 bit AD converter application

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我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《高精度16位AD转换器应用》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

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摘要

【摘要】本文介绍了一种基于单片机技术的新型高精度数字式电压电流表，该设计采用STC公司生产的STC89C52微处理器作为整个设计的核心单元，通过施加外围电路来实现直流电压和直流电流的精确测量，该系统的设计思想是通过输入端电阻采集被测信号，由于采集到的电压、电流信号较弱需要经运算放大器对信号进行放大，本文采用LM124对采集到的信号进行放大，经放大处理后的信号为模拟信号不能直接被单片机识别，需要将采集到的模拟电压信号送到模数转换芯片ADS1110 来进行A/D 转化，最后将转换后的数字信号送到MCU 进行数据处理并通过液晶屏幕（1602或者12864）来显示被测值。本文对整个设计流程做了详细的阐述并制作了样机，实际测试表明该数字式电压电流表可以精确的测量直流电压，直流电流，理论设计精度可达到16位，显示精度达到0.0001，测试结果证明测试精度达到了设计要求。

【关键词】单片机；STC89C52；高精度数字电压表；数字电流表；ADS1110

High precision 16 bit AD converter application

Abstract

【ABSTRACT】Abstract: This article introduced a new digital voltmeter of high precision,which was basing on single-chip technic,the design adopted STC89C52 microprocessor produced by ATMEAL company as the core unit of the whole design,to reach the precisly measurement of volts d.c by putting peripheral circuit.,and the idea of the system was to gather the signal of the under measured volts through the inputing resister.As the volts signal gathered was very weak,it needed to be magnified,here the LM24 was used to do this. The magnified signal was taken as analog signal,which cannot be identified by single-chip,so the analog signal needed to be transferred to ADS1110 to get the A/D transferation,then the transferred signal would be conveyed to MCU for digtal processing and through LCD1602 to get the volum of the volts. The whole design process was described in details and sample was also made,and the actul test result showed this voltmeter was able to measure volts d.c very precisely,the volum can reach 0.0001,which can meet the requirement well.

【KEYWORDS】Single-chip;STC89C52;High precision digital voltmeter; ADS1110 Digital ammeter

目录

1 绪论 (6)

1.1 课题简述 (6)

1.2 课题设计目标 (6)

1.3 高精度电参数测试仪的应用前景 (7)

2 方案设计与论证 (8)

2.1 方案论述 (8)

2.2 实用意义 (8)

3 系统硬件电路设计及芯片介绍 (9)

3.1 芯片选型及功能介绍 (9)

3.1.1 STC89C52单片机主要功能及特性 (9)

3.1.2ADS1110 16位ＡＤ转换芯片主要功能及特性 (11)

3.1.3 LCD12864液晶介绍 (14)

4系统硬件电路设计 (15)

4.1 单片机主控电路设计 (15)

4.1.1 单片机最小系统电路设计 (15)

4.1.2 复位电路 (15)

4.1.3 振荡电路 (16)

4.2 电压测量电路设计 (17)

4.2.1 设计思路 (17)

4.2.2 原理图设计 (17)

4.3电流测量电路设计 (18)

4.3.1 设计思路 (18)

4.3.2 原理图设计 (18)

4.4 ADS1110 A/D转换模块设计 (19)

4.5 显示模块设计 (20)

4.5.1 显示模块电路设计 (20)

4.5.2 LCD12864与单片机接口电路 (21)

4.6 保护电路与滤波电路设计 (22)

5 系统软件设计 (23)

5.1 软件框图 (23)

5.2 软件流程图 (24)

5.3 程序撰写语言 (26)

5.4 程序主要组成 (26)

5.4.1 AD读取程序子程序 (26)

5.4.2 电压、电流及量程转换程序 (29)

5.4.3 LCD12864液晶显示程序 (32)

6 系统功能测试 (34)

6.1 测试仪器与使用方法 (34)

6.2 数据测量与分析 (34)

7 结束语 (36)

致谢 (37)

参考文献 (38)

附录 (39)

1系统整体电路图 (39)