数据采集控制与数字电压表
数字电压表的设计毕业论文
数字电压表的设计毕业论文数字电压表的设计摘要:本文主要介绍了数字电压表的设计。
首先介绍了数字电压表的基本原理和功能,然后详细讲解了数字电压表的硬件设计和软件设计。
硬件设计包括电路设计和元器件选择,软件设计包括程序设计和界面设计。
最后对数字电压表进行了实验验证,并总结了设计过程中的经验和教训。
1. 引言数字电压表是一种常用的电子测量仪器,广泛应用于工业控制、科研实验和电子维修等领域。
本文将介绍一种基于单片机的数字电压表的设计方案。
2. 基本原理和功能数字电压表的基本原理是通过采集电压信号并将其转换成数字信号,然后通过显示器显示出来。
数字电压表的功能包括测量电压值、显示电压值、单位切换、数据保存等。
3. 硬件设计3.1 电路设计数字电压表的电路设计主要包括信号采集电路、信号转换电路和显示电路。
信号采集电路负责将待测电压信号转换成电压信号,信号转换电路负责将电压信号转换成数字信号,显示电路负责将数字信号显示出来。
3.2 元器件选择在数字电压表的设计中,元器件的选择非常重要。
需要选择合适的电阻、电容、集成电路等元器件,以确保电路的稳定性和精确度。
4. 软件设计4.1 程序设计数字电压表的程序设计主要包括信号采集程序、信号转换程序和显示程序。
信号采集程序负责采集电压信号,信号转换程序负责将电压信号转换成数字信号,显示程序负责将数字信号显示出来。
4.2 界面设计数字电压表的界面设计主要包括显示界面和操作界面。
显示界面负责将数字信号以合适的格式显示出来,操作界面负责提供操作按钮和设置选项。
5. 实验验证为了验证数字电压表的设计方案的准确性和可靠性,进行了一系列实验。
实验结果表明,设计方案能够准确测量电压值并显示出来。
6. 经验总结在数字电压表的设计过程中,我们遇到了一些问题和挑战。
通过实践和总结,我们得出了一些经验和教训。
例如,在硬件设计中,需要注意电路的稳定性和精确度;在软件设计中,需要考虑程序的效率和界面的友好性。
真有效值数字电压表-总结
2014湖南大学电子设计竞赛第一次校内赛赛题真有效值数字电压表一、设计任务设计并制作一台数字真有效值电压表。
二、要求1、基本要求(1)真有效值电压测量:可测量频率范围在0Hz~10kHz频率范围的单频信号或合成信号的电压有效值,测量相对误差≤0.5%+最低位2个字。
(2)测量量程:分200mV、2V、20V三档,可用手动切换量程。
(3)测量结果显示:采用LED或LCD显示十进制数字,三位半数显(0000-1999)(4)输入电阻≥100kΩ。
(5)具有输入过压保护功能。
(6)单电源供电,供电电源电压9V。
2、提高部分(1)扩展频率测量范围为0Hz~100kHz。
(2)增加平均值测量功能。
(3)测量误差降低为0.1%+最低位2个字。
(4)自动量程切换功能。
(5)其他。
设计分析一、对题目的理解1. 真有效值的概念、实现方法及分析(1) 对有效值的理解真有效值不是针对正弦信号定义的,所有电信号都有其有效值。
从物理学的角度而言,就是电流通过物体做的功(发热)等效。
所以在此处不能用检测峰值或平均值通过转换计算得到,而是要通过采样,按有效值的定义,通过离散化计算得到。
检峰或平值值换算得到是针对特定的周期性波形,如正弦波。
而本题要求并没有定义是正弦波。
(2) 有效值的计算有效值计算式:积分部分可通过离散化计算。
设等时间间隔δ采样,在0至T采样时间采样N点,则连续积分可以用离散化公式进行计算:从中可得到:(3) 采样时间计算对误差的影响以单位幅值正弦波为例,分析积分时间及开始程分时刻对计算的影响。
设积分时间为T,初始相位为φ,则对应的有效值的平方为讨论:(a) 当采样时长T为周期T0的整数倍时,有:从中看出,采样后的计算结果与初如采样位置没有相关性。
(b) 当采样时长T不为周期T0的整数倍时,设T=nT0+ΔT0有:与周期整数倍采样相比,产生的偏差为:将T=nT0+ΔT0 和ω=2π/ T0代入,有:两次等时间采样,不考虑采样时间为周期的整数倍时,可能产生的最大读数偏差为:从中可以评估不做周期测量时,要达到误差要求最少的采样周期数。
数字电压表的开题报告
五.日程安排
第2-4周、查阅文献、熟悉单片机及编程语言;
第5-9周、完成系统硬件设计;
第10-16周、完成系统软件设计;
第17-18周、写毕业论文。
六.参考文献
[1]王迎旭.单片机原理与应用技术.北京:机械出版社.2004.7
[2]周向红.51系列单片机与实践教程.北京:北京航空航天大学出版社.2008.5
输入输出模块中它除了8位ADC外还有一个8路模拟开关,其作用可根据地址译码信号来选择8路模拟输入,8路模拟输入可以分时共用一个ADC进行转换。可实现多路采集。其转换结果通过三态输出锁存器输出。
四.课题研究方案
本系统主要由四部分组成,即量程转换模块、逐次逼近A/D转换模块、单片机控制模块、液晶显示模块4个模块组成。
[3]刘国荣.单片机微型计算机技术.北京:人民邮政出版社.2008
[4]清源科技.Protel 99 se电路原理图与PCB设计及仿真.机械工业出版社.2008
指导教师意见
指导Hale Waihona Puke 师(签字):年月日学院意见
学院院长(签字):年月日
填表说明:题目类型: 1、工程设计;2、应用研究;3、理论研究;4、其它;(选1、2、3、4)。
二.国内外研究现状
目前,市场上的主要使用的电压表有:指针式电压表和数字电压表两种。由于传统的指针式电压表功能单一、精度低,不能满足数字化时代的需求,因此,采用单片机的数字电压表,由精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便,还可与PC进行实时通信等优点已使数字电压表成为现在电子测量的主要应用产品。同时,由数字电压表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。
简易数字电压表课程设计
电子测量结课作业简易数字电压表指导教师:学院:专业班级:姓名:学号:摘要本文介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计。
该设计主要由三个模块组成:A/D转换模块,数据处理模块及显示模块。
A/D转换主要由芯片ADC0832来完成,它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片AT89C52来完成,其负责把ADC0832传送来的数字量经过一定的数据处理,产生相应的显示码送到显示模块进行显示;此外,它还控制着ADC0832芯片工作。
该系统的数字电压表电路简单,所用的元件较少,成本低,且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量0-5V的1路模拟直流输入电压值,并通过一个LCD1602液晶屏显示出来。
关键词: 单片机;数字电压表;A/D转换;AT89C52;ADC0832目录1 数字电压表的简介 01.1数字电压表简介 01.2数字电压表的的背景与意义 02 设计总体方案 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 设计思路 (2)2.3 设计方案 (2)3 硬件电路设计 (4)3.1 A/D转换模块 (4)3.2 单片机系统 (6)3.3 复位电路和时钟电路 (9)3.4 LCD显示系统设计 (10)3.5 总体电路设计 (12)4 程序设计 (13)4.1 程序设计总方案 (13)4.2 系统子程序设计 (13)5 仿真 (15)5.1软件调试 (15)5.2显示结果及误差分析 (15)5.2.1 显示结果 (15)5.2.2 误差分析 (17)结论 (19)参考文献 (20)附录............................................................................................... 错误!未定义书签。
1 数字电压表的简介1.1数字电压表简介在电量的测量中,电压、电流和频率是最基本的三个被测量,其中电压量的测量最为经常。
数字电压表说明书
湄洲湾职业技术学院数字电压表说明书系别:自动化工程系年级:10级专业:电气自动化姓名:林敬学号:1001010117导师姓名:明雄职称:讲师2013年5月25日目录1.前言12.系统设计技术参数要求 (2)3.系统设计 (3)3.1系统设计总体框图 (3)3.2 各模块原理说明 (3)3.2.1 AT89S51模块.......................... 错误!未定义书签。
3.2.2 ADC0804模数转换模块 (4)3.2.3 四位数码管显示模块 (5)3.3 系统总原理图说明 (6)3.4 系统印刷电路板的制作图 (6)3.5 系统的操作说明 (6)3.6 系统操作注意事项 (6)参考文献 (7)致谢词 (8)附录 (9)附录一:电路总原理图 (9)附录二:印刷电路板原理图 (10)附录三:元件清单 (11)1.前言单片机是在一块半导体材料上集成了CPU、存储器、I/O接口等各种功能部件,具有体积小、功耗低、价格便宜、功能强、可靠性好和使用方便灵活的特点。
随着以半导体集成电路为中心的微电子技术的进步,单片机在工业控制、数据采集、智能化仪表、办公自动化以及家用电器等各个储藏中得到了越来越广泛的应用。
数字电压表(DigitalVoltmeter简称DVM) 是采用数字化测量技术,把连续的模拟电压量转换成不连续、离散的数字化形式并加以显示的仪表。
传统指针式电压表功能单一、精度低,难于满足数字化时代的需求,采用A/D 转换器和单片机构成的数字电压表,由于具有测量精度高, 抗干扰和可扩展能力强, 以及集成性能好等优点,目前已被广泛应用于电子及电工测量 ,工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域。
2.系统设计技术参数要求该简易电压表对输入0~5V的模拟电压进行测量和数据显示(要求使用ADC0804)。
具体设计要求是:(1)实现电压表的电源自检显示。
(2)实现电压表的电压测量功能(电压范围为:0~5V)。
数字电压表设计002
接口技术学生姓名:学号:学院:专业: 电子科学与技术题目: 数字电压表设计指导教师:数字电压表的设计一、设计概念资料1.数字电压表基本概念数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,它是采用数字化测量技术,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。
传统的指针式电压表功能单一、精度低,不能满足数字化时代的需求,采用单片机的数字电压表,由精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便,还可与PC进行实时通信。
目前,由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表,已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统智能化测量领域,示出强大的生命力。
与此同时,由DVM 扩展而成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。
2.数字电压表优缺点⑴显示清晰直观,读数准确,缩短读数和记录的时间。
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、单位符号和特殊符号。
⑵显示位数显示位数通常为3位~8位判定数字仪表的位数有两条原则:①能显示从0~9所有数字的位是整数值;②分数位的数值是以最大显示值中最高位数字为分子,用满量程时最高位数字做分母。
⑶准确度高。
准确度愈高,测量误差愈小。
数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。
⑷分辨率高。
从设计DVM的角度看,分辨力应受准确度的制约,并与之相适应。
⑸测量范围宽。
多量程DVM一般可测0~1000V直流电压,配上高压探头还可测量上万伏的高压。
(6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(DMM)和智能仪器,以满足不同的需要。
⑺测量速率快。
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/秒”。
它主要取决于A/D 转换器的转换速率,其倒数是测量周期。
⑻输入阻抗高。
数字电压表具有很高的输入阻抗,通常为10MΩ~10000MΩ,最高1TΩ。
在测量时从被测电路上吸取的电流极小,不会影响被测信号源的工作状态,减小由信号源内阻引起的测量误差。
EDA课程设计数字电压表的设计
数字电压表的技术挑战与展望
技术挑战:高精度、 高稳定性、高可靠 性
技术挑战:低功耗、 低噪声、低漂移
技术挑战:高集成 度、高灵活性、高 可扩展性
展望:未来数字电 压表将更加智能化 、自动化、网络化
THANKS
汇报人:
数据处理算法
采样算法:采用定时器进行周期性采样,获取电压信号 滤波算法:采用低通滤波器对采样数据进行滤波,去除噪声干扰 量化算法:采用ADC将滤波后的电压信号转换为数字信号 转换算法:采用DAC将数字信号转换为模拟信号,显示在显示屏上
Part Five
数字电压表的测试 与调试
测试环境与设备
测试设备:数字电压表、示 波器、万用表等
结束:程序结束,等待下一次启动
A/D转换程序流程图
初始化:设置A/D转换器参数,如采样 频率、分辨率等
启动A/D转换:启动A/D转换器,开始 采样
数据采集:读取A/D转换器的数据,并 存储到缓冲区
数据处理:对采集到的数据进行处理, 如滤波、放大等
数据输出:将处理后的数据输出到显示 设备,如LCD、LED等
数字电压表的软件 设计
主程序流程图
初始化:设置初始状态,如电压、电流、 频率等
数据采集:读取传感器数据,如电压、电 流、频率等
数据处理:对采集到的数据进行处理,如 滤波、放大、转换等
数据显示:将处理后的数据显示在屏幕上, 如电压、电流、频率等
控制输出:根据处理后的数据控制输出, 如控制继电器、报警器等
添加标题
启动测试:启动电源, 观察电压表显示值与 实际值是否一致,如 有误差,调整参数进 行校准
添加标题
记录测试数据:记录 电压表在不同负载、 不同电压下的显示值 和实际值,进行分析 和比较
数字直流电压表
摘要本文介绍了用ADC0832集成电压转换芯片和ATC89C52单片机设计制作的数字直流电压表。
在测量仪器中,电压表是必须的,而且电压表的好坏直接影响到测量精度。
具有一个精度高、转换速度快、性能稳定的电压表才能符合测量的要求。
为此,我们设计了数字电压表,该系统有三个部分:数据采集,数据处理和显示,终端接收,主要由ADC0832转换器和单片机ATC89C52构成,A/D转换器在单片机的控制下完成对模拟信号的采集和转换功能,最后由译码器74LS164和LED数码显示器构成的显示部分来显示采集的电压值。
此设计通过调试完全满足设计的指标要求。
电路设计简单,设计制作方便有较强的实用性。
关键词:模数转换器ADC0832;单片机ATC89C52;数字电压表; 译码器74LS164;LED数码显示器摘要 (1)第一章电压表概述 (4)第二章总体方案设计 (6)2.1信号采集分析 (6)2.1.1信号采集 (6)2.1.2 A/D转换器的选取 (8)2.2控制与显示方法分析 (8)2.2.1单片机系统分析 (9)2.2.2显示分析 (10)2.3传输方式分析 (11)第三章系统硬件设计 (12)3.1单片机及外围电路的设计 (12)3.1.1 单片机的选择 (12)3.1.2复位和振荡电路的设计 (13)3.2数据采集电路 (14)3.2.1 A/D转换的一般步骤 (14)3.2.2 ADC0832内部功能与引脚介绍 (14)3.2.3 AT89C52单片机 (16)3.2.3 ADC0832与ATC89C52单片机的接口方法 (17)3.3 LED显示电路和译码器74LS164 (18)3.3.1 LED显示电路 (18)3.3.2 译码器74LS164 (18)3.3.3 LED与74LS164的接口方法 (19)3.4通信电路 (20)第四章系统软件设计 (22)4.1 数字电压表系统软件设计方案确定 (22)4.2数字电压表应用程序设计 (24)4.3 LED显示程序 (24)第五章总结 (26)参考文献 (27)附录A:硬件原理图 (28)附录B:源程序......................................... 错误!未定义书签。
基于PLC的数字电压表的设计-论
基于PLC的数字电压表的设计xxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx目录摘要 (3)前言 (5)第一章绪论 (6)第1.1节可编程控制器的历史与发展趋势 (6)第1.2节用PLC设计数字电压表的意义 (7)第二章系统整体方案设计 (8)第2.1节工业领域的标准信号 (8)2.2.1 三菱FX系列PLC概述 (8)第2.2节可编程控制器的选型和应用系统的总体设计 (13)2.2.1 可编程控制器选型的一般考虑 (14)2.2.2 可编程控制器控制系统设计的基本原则 (15)2.2.3可编程控制器的选择 (16)第2.4节系统设计结构 (22)第三章系统的硬件设计 (23)第3.1节模拟量输入输出模块FX-4AD (23)第3.2节可编程控制器PLC (25)第3.3节 FX2N-32MR型PLC (28)第3.4节人机界面—FXGOT 930 (28)3.4.1概述 (28)3.4.2 启动 (29)第4.1节标度变换 (31)4.1.1 标度变换(工程量变换)—现场物理量的显示 (31)第4.2节PLC编程软件的应用 (32)4.2.1 程序输入和编辑 (32)结束语 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录PLC常用程序 (37)基于PLC的数字电压表的设计xxxxxxxxxxxxxxx摘要这是一篇关于《基于PLC的数字典压表的设计》的开发论文。
传统的电压表一般采用指针式面板, 精度低, 可视距离近,已不适应社会发展需要。
随着智能化微机测量和控制技术的迅速发展, 以PLC为核心的数字电压表已凸显出其优势。
本文介绍以PLC为核心的数字式电压表设计, 该电压表具有性价比高, 使用方便, 精度高等特点, 在工业生产等电子测量领域有广泛应用。
本文首先介绍PLC的历史与发展,并着重论述了PLC设计数字电压表的意义,接着对PLC 的选型进行了分析,并对FX系列的PLC做了概述。
在本文的硬件部分,主要对模拟量输入输出模块FX-4AD,FX2N-32MR型PLC及人机界面F930进行了详细的介绍。
单片机电压采集与显示
基于单片机的电压采集摘要: (2)关键词: (2)引言 (3)一、电路设计方案及原理说明 (4)1.1 ADC0809模数转换芯片 (5)1.2 AT89C51单片机 (9)1.3 4个共阳7段数码管显示器 (10)1.4 系统整体工作原理 (11)二、软件设计 (12)三、设计框图 (17)3.1硬件总体框图 (17)3.2主程序流程图 (18)3.3待测信号源单元电路 (19)3.4 AT89C51单片机(如下图所示) (20)3.5单片机控制单元 (20)3.5.1外部时钟电路 (20)3.5.2复位电路 (20)3.5.3数码管显示模块 (21)四、实验仿真 (21)摘要:本设计待测的输入电压为8路,电压范围为0~5V,使用目前广泛使用的AT89C51来做控制系统,用ADC0809来进行模拟电压的采集及模数转换,实现采集8路数据,并将结果在四位一体数码管上进行显示。
该系统主要包括几大模块:数据采集模块、A/D转换模块、控制模块、显示模块。
显示部分由LED数码显示器构成。
该数字电压表具有电路简单,成本低等优点,可以方便地进8路A/D转换量的测量。
关键词:电压采集、ADC0809、A/D转换、单片机89C51、数码管显示引言随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。
数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环,在医药、化工、食品、等领域的生产过程中,往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及电压等参数。
同时,还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻,将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来,以便进行比较,做出决策,调整控制方案,提高产品的合格率,产生良好的经济效益。
随着工、农业的发展,多路数据采集势必将得到越来越多的应用,为适应这一趋势,作这方面的研究就显得十分重要。
在科学研究中,运用数据采集系统可获得大量的动态信息,也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。
51单片机的数字电压表设计
51单片机的数字电压表设计随着科技的快速发展,单片机在许多领域得到了广泛应用。
51单片机作为一种常见的单片机,具有功能强大、易于编程等优点,因此在数字电压表设计中具有独特优势。
本文将介绍如何利用51单片机设计数字电压表。
数字电压表的电源电路通常采用直流电源,可以通过变压器将交流电转换为直流电,再经过滤波和稳压电路,将电压稳定在单片机所需的电压范围内。
数字电压表的信号采集电路可以采用电阻分压的方式,将待测电压分压后送入单片机进行测量。
为了提高测量精度,可以采用差分放大器对信号进行放大和差分输出。
51单片机内置ADC模块,可以将模拟信号转换为数字信号。
在数字电压表中,可以使用ADC模块对放大后的模拟信号进行转换,得到数字信号后进行处理和显示。
数字电压表的显示电路可以采用液晶显示屏或LED数码管,将测量结果以数字形式显示出来。
液晶显示屏具有显示清晰、亮度高、视角广等优点,但价格较高;LED数码管价格便宜、亮度高、寿命长,但显示内容有限。
数字电压表的主程序主要完成电压的采集、A/D转换和显示等功能。
主程序首先进行系统初始化,包括设置ADC模块参数、初始化显示等;然后不断循环采集电压信号,将采集到的模拟信号转换为数字信号后进行处理和显示。
51单片机的ADC模块可以通过特殊功能寄存器进行配置和控制。
在数字电压表的软件设计中,需要编写ADC模块驱动程序,以控制ADC 模块完成模拟信号到数字信号的转换。
具体实现可以参考51单片机的ADC模块寄存器定义和操作指南。
数字电压表的显示程序需要根据显示硬件选择合适的显示库或驱动程序。
在编写显示程序时,需要将采集到的数字信号转换为合适的数值,并将其显示在显示屏上。
具体实现可以参考所选显示库或驱动程序的文档说明。
精度问题:数字电压表的精度直接影响到测量结果的质量。
为了提高测量精度,可以采用高精度的ADC模块和合适的信号处理技术。
同时,需要注意信号采集电路中电阻的精度和稳定性。
数字电压表工作原理
数字电压表工作原理
数字电压表是一种用于测量电压的电子仪器。
它的工作原理基于模拟到数字转换技术,将输入的连续变化的电压信号转换为数字信号,通过数字显示器显示出来。
数字电压表的主要组成部分包括输入部分、模数转换器(ADC)、显示部分和控制部分。
首先,输入部分将待测电压信号输入到模数转换器中。
在输入部分,可能还包括电压分压器等电路,用于将输入电压的幅值范围限定在模数转换器可处理的范围内。
然后,模数转换器将模拟电压信号转换为数字信号。
模数转换器一般采用逐次逼近型(SAR)或者积分型(ΔΣ)转换器。
逐次逼近型转换器通过逐步逼近输入电压的幅值,得到与之对应的数字码。
积分型转换器则通过积分输入电压,得到数字码。
接着,数字信号经过处理后,传输到显示器中。
在数字电压表中,显示器通常采用数码管、液晶显示模块或者LED等显示
技术。
数字信号经过解码后,根据每个数字的编码显示相应的数字。
最后,控制部分用于控制整个测量过程和显示操作。
控制部分包括按键、微处理器等。
按键用于设置、控制测量功能和显示方式。
微处理器则进行信号处理、数据计算和显示控制等操作。
综上所述,数字电压表的工作原理是通过模拟到数字转换技术,
将输入的连续变化的电压信号转换为数字信号,并通过数字显示器显示出来。
这种工作原理保证了数字电压表的测量精度和可靠性。
仪表的分类应用和原理
仪表的分类应用和原理1. 仪表的定义仪表是指对某种物理量或者过程进行测量、监控以及控制的设备。
它通过采集、处理和显示数据,帮助我们获取有关系统状态、参数以及变化趋势的信息。
2. 仪表的分类仪表可以根据其测量对象、测量原理、测量范围等因素进行分类。
以下是几种常见的仪表分类。
2.1 机械式仪表机械式仪表是指基于机械原理工作的仪表,常见的有力学仪表和流体仪表。
其中,力学仪表包括压力表、温度表和液位计等;流体仪表包括流量计和流速计等。
2.2 电子式仪表电子式仪表是指基于电子技术工作的仪表,它通过使用传感器将物理量转换为电信号,然后进行放大、滤波、处理和显示等操作。
电子式仪表包括电压表、电流表、频率计和示波器等。
2.3 数字式仪表数字式仪表是指采用数字技术进行测量和显示的仪表。
它可以直接显示数字,具有高度准确性和稳定性。
数字式仪表包括数字电压表、数字频率计和数据采集仪等。
2.4 智能仪表智能仪表是指具有数据处理和通信功能的仪表。
它可以通过网络连接,实现数据的远程监控和控制。
智能仪表广泛应用于工业自动化、能源管理和环境监测等领域。
3. 仪表的应用仪表在各行各业都有重要的应用。
以下列举几个典型的应用领域。
3.1 工业自动化在工业自动化领域,仪表被广泛用于测量和控制过程参数。
例如,温度传感器用于测量设备的温度,压力传感器用于监测管道的压力,流量计用于测量流体的流量等。
3.2 能源管理仪表在能源管理中发挥着重要的作用。
通过对电能、水能、燃气等能源的测量和分析,可以实现能源消耗的监控和管理,提高能源利用效率。
3.3 环境监测仪表在环境监测中也有广泛的应用。
例如,气象仪表用于测量气温、湿度、风速和风向等气象参数;水质监测仪表用于测量水的PH值、浊度和溶解氧等水质指标。
3.4 医疗设备在医疗设备中,仪表被广泛用于监测病人的生理参数。
例如,血压计用于测量病人的血压,心电图仪用于监测心电信号,体温计用于测量病人的体温等。
4. 仪表的工作原理不同类型的仪表有不同的工作原理,下面以几种常见的仪表为例,介绍其工作原理。
基于STC89C52单片机的简易数字电压表设计【毕业设计】
基于STC89C52单片机的简易数字电压表设计【毕业设计】存档编号华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 毕业设计题目基于单片机的数字电压表设计学院信息工程学院专业通信工程姓名学号200912303指导教师完成时间2013年5月20日教务处制目录摘要 (I)Abstract (I)绪论 ...................................................................................................................... I I 一设计背景 .. (III)二设计意义 (IV)第一章数字电压表 (5)1.1 数字电压表的优点 (5)1.2 数字电压表发展趋势 (6)1.3 设计平台 (6)1.3.1 KEIL C51开发平台 (6)1.3.2 Proteus 7 Professional设计软件 (7)第二章总体设计方案 (8)2.1数字电压设计的两种方案 (8)2.1.1 由数字电路及芯片构建 (9)2.1.2 由单片机系统及A/D 转换芯片构建 (9)2.2 设计要求 (9)2.3 技术要求 (10)2.4 设计方案 (10)第三章硬件简介 (11)3.1 本设计单片机的选择 (11)3.1.1常用单片机的特点比较 (11)3.1.2 单片机的选择 (12)3.1.3 STC89C52单片机介绍 (13)3.2 本设计显示器件选择 (18)3.2.1 常用显示器件简介 (18)3.2.2 显示器件的选择 (19)3.2.3 1602字符型LCD简介 (19)3.3A/D芯片 (24)3.3.1常用的A/D芯片 (24)3.3.2 ADC0809芯片 (25)第四章接口电路 (28)4.1 显示电路 (28)4.2 ADC0809与单片机接口电路 (29)第五章硬件电路系统模块设计 (30)5.1 总电路模块 (30)5.2 硬件系统电路简介 (30)第六章系统软件设计 (31)6.1 主程序 (31)6.2 A/D转换子程序 (32)6.3 显示子程序 (32)第七章调试及性能分析 (33)7.1 调试与测试 (33)7.2 性能分析 (34)总结 (35)参考文献 (36)致谢 (38)附录 (39)附录I(外文翻译) (39)外文译文 (49)附录II(任务书) (57)附录III(开题报告) (59)附录IV(图表) (62)I Proteus仿真图 (62)II 硬件总电路图 (63)III 实物图 (64)附录V(程序清单) (66)摘要随着时代的进步,用指针式万用表测量小幅度直流电压已经显得有些不太方便。
数字电压表设计
编程电源(Vpp)。 8031引脚功能: Vcc:+5V电源电压。 Vss:电路接地端。 P0.0~P0.7:通道0,它是8位漏极开路的双向I/O通道,当扩展外部存贮 器时,这也是低八位地址和数据总线,在编程校验期间,它输入和输出 字节代码,通道0吸收/发出二个TTL负载。 P1.0~P1.7:通道1是8位拟双向I/O通道,在编程和校验时,它发出低8 位地址。 通道1吸收/发出一个TTL负载。 P2.0~P2.7:通道2是8位拟双向I/O通道,当访问外部存贮器时,用作 高8位地址总线。通道2能吸收/发出一个TTL负载。 P3.0~P3.7:通道3准双向I/O通道。通道3能吸收/发出一个TTL负载, P3通道的每一根线还有 ☆另一种功能: P3.0:RXD,串行输入口。 P3.1:TXD,串行输出口。 P3.2:INT0,外部中断0输入口。 P3.3:INT1,外部中断1输入口。 P3.4:T0,定时器/计数器0外部事件脉冲输入端。 P3.5:T1,定时器/计数器1外部事件脉冲输入端 P3.6:WR,外部数据存贮器写脉冲。 P3.7:RD,外部数据存贮器读脉冲。 RST/VpD:引脚9,复位输入信号,振荡器工作时,该引脚上2个机器 周期的高电平可以实现复位操作,在掉电情况下(Vcc降到操作允许限 度以下), 后备电源加到此引脚,将只给片内 RAM供电。 ALE/PROG:引脚30,地址锁存有效信号,其主要作用是提供一个适当 的定时信号,在它的下降沿用于外部程序存储器或外部数据存贮器的低 8位地址锁存,使总线P0输出/输入口分时用作地址总线(低8位)和数 据总线,此信号每个机器出现2次,只是在访问外部数据存储器期间才不输 出ALE。所以,在任何不使用外部数据存贮器的系统中,ALE以1/6振荡 频率的固定速率 输出,因而它能用作外部时钟或定时,8751内的 EPROM编程时,此端输编程脉冲信号。 PSEN:引脚29,程序选通有效信号,当从外部程序存贮器读取指令时产 生,低电平时,指令寄存器的内容读到数据总线上。
数字电压表
数字电压表的特点在电量测量中,电压、电流和频率是最基本的三个被测量,其中电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展,更是经常需要测量高精度的电压,所以数字电压表是一种必不可少的测量仪器。
数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,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。
传统的指针式电压表功能单一,精度低,读数不方便。
不能满足数字化时代的需求,采用单片机的数字电压表,其精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便,还可与PC进行实时通信等优点。
目前,由各种单片A/D转换器构成的数字电压表,已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域,显示出强大的生命力。
数字电压表之所以倍受青睐是有如下几个特点:(1)显示清晰直观,读数准确数字电压表能避免人为测量误差(例如视差),保证读数的客观性与准确性;同时它符合人们的读数习惯,能缩短读数和记录的时间,具备标志符显示功能,包括测量项目符号、单位符号和特殊符号。
(2)准确度高数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。
例如,3½位、4½位DVM的准确度分别可达±0.1%、±0.02%。
(3)分辨率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。
数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值反映仪表灵敏度的高低,且随显示位数的增加而提高。
(4)扩展能力强在数字电压表的基础上可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表(DMM)和智能仪器,以满足不同的需要。
如通过转换电路测量交直流电压、电流,通过特性运算可测量峰值、有效值、功率等,通过变化适配可测量频率、周期、相位等。
(5)测量速率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/s”。
主要取决于A/D转换器的转换速率,其倒数是测量周期。
3½位、5½位DVM的测量速率分别为几次每秒、几十次每秒。
数学电压表原理
数学电压表原理
数学电压表是一种基于模型理论的数字电压表。
它可以通过一种无损的方式对电路中的电压进行测量。
与传统的模拟电压表相比,数学电压表具有更高的测量准确度和更广泛的应用范围。
数学电压表的原理基于数学模型理论,它通过已知电路信息和物理定律,将电路转化为数学模型,从而实现对电路中电压的计算和测量。
其核心思想是利用计算机的高速运算能力对模型进行计算,从而实现电压的准确测量。
数学电压表的具体实现方式是将电路转化为一个微分方程组。
这个微分方程组描述了电路中各个元件之间的关系和电流、电压等物理量的变化规律。
然后通过数值算法对这个微分方程组进行求解,从而得到电路中各个节点的电压值。
数学电压表的优势在于其准确性和可靠性。
由于数学模型的精度和运算能力的提高,数学电压表能够实现高精度的电压测量。
同时,数学电压表还能够自动进行误差校正、自适应性调整等高级功能,从而保证了其长期稳定性和可靠性。
随着电子技术的发展,数学电压表的应用范围也在不断扩大。
它可以应用于电力系统、电子设备、通信系统等领域中,对电路中的电压进行实时监测和测量。
此外,数学电压表还可以通过接口与计算机系统进行连接,实现数据采集、远程控制等高级功能。
总之,数学电压表是一种基于数学模型理论的数字电压表。
它利用计算机的高速运算能力对电路中电压进行实时计算和测量,具有高精度、长期稳定性和可靠性等优势,是电力系统、电子设备、通信系统等领域中电压测量的重要工具。
数显电压表原理
数显电压表原理
数显电压表原理是基于电压-频率转换技术的测量仪器。
它由信号输入、数字转换和显示部分组成。
在信号输入部分,电压表通过电阻分压原理将待测电压转换为与之成比例的低电压信号。
这一转换过程中通常会使用电阻分压网络来缩小待测电压的幅值,使得电压范围可以适应广泛的测量需求。
该低电压信号会被连接到数字转换器的输入端。
数字转换器是电压表的核心部分,其功能是将模拟输入信号转换为数字化的输出。
这一转换过程包括取样、量化和编码三个步骤。
取样通过使用时钟信号周期性地采集输入信号的幅值,并将其存储在采样保持电路中。
量化通过比较输入信号与参考电压的大小关系,将其分为若干个离散的电平值。
编码将量化结果转换为二进制数字,以便于后续处理和显示。
在显示部分,数字转换器输出的二进制数据会经过一系列的处理和解码,最终被转换为数码管或液晶显示屏上的数字形式。
为了提高显示的稳定性和可读性,通常还会采用滤波技术、数字校正和亮度调节等措施。
总结起来,数显电压表原理是通过电压-频率转换技术将待测电压转换为数字信号,并经过一系列的处理和解码最终显示在数码管或液晶屏上。
四路数字电压表格
四路数字电压表设计摘要随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片的集成程度越来越高,单片机已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数电路,这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合,组成智能化测量控制系统。
数字电压表就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。
本课程设计是基于单片机的数字电压表的设计,该设计主要由三个模块组成:A/D转换模块,数据处理模块及显示模块。
A/D转换主要由芯片ADC0808来完成,它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处理模块。
数据处理模块则由芯片AT89C51来完成,其负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理,产生相应的显示码送到显示模块进行显示。
此数字电压表电路相对简单,所用的元件较少,成本低,且测量精度和可靠性较高。
关键词:A/D转换器, AT89C51 , ADC0808目录1 绪论 (1)1.1课题描述 (1)1.2基本工作原理及框图 (1)2 相关芯片及硬件电路设计 (2)2.1AT89C51芯片 (2)2.2ADC0808芯片 (2)2.2.1ADC0808芯片介绍 (2)2.2.2ADC0808转换原理 (3)2.3时钟电路 (4)2.4复位电路 (4)2.5A/D转换电路 (5)2.6数码显示电路 (6)2.7总电路 (7)3 软件设计 (7)3.1程序设计总方案 (7)3.2系统子程序设计 (8)3.2.1初始化程序 (8)3.2.2A/D转换子程序 (8)3.2.3显示子程序 (9)3.3程序设计 (9)4调试仿真 (11)总结 (13)致 (14)参考文献 (15)1 绪论1.1 课题描述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。
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;--------------------------------------------------------------------------; 课程设计: 数据采集控制与数字电压表;--------------------------------------------------------------------------A8255 EQU 0600H ;8255端口地址:PA0~PA7-->L0~L7B8255 EQU 0602H ;PB0~PB7-->A~G.DP 段码口C8255 EQU 0604H ;PC0~PC3-->X1~X4,PC4.PC5-->EOCCON8255 EQU 0606H ;PC6-->K6电压表,PC7-->K7开机A8254 EQU 0640H ;8254端口地址B8254 EQU 0642HC8254 EQU 0644HCON8254 EQU 0646HADC0809 EQU 06C0H ;ADC0809端口地址;--------------------------------------------------------------------------DATA SEGMENTVRBUF DB 10 DUP(0) ;AD转换结果缓冲区数据段VR DB ? ;AD转换结果数据段V ALUE DB 3 DUP(0) ;电压值数据段000LED DB 3FH,06H,5BH,4FH ;数码管段码表0-15DB 66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,6FH,77H,7CHDB 39H,5EH,79H,71HDATA ENDS;--------------------------------------------------------------------------SSTACK SEGMENT STACKDW 64 DUP(?)SSTACK ENDS;--------------------------------------------------------------------------CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DA TA,SS:SSTACKSTART: MOV AX,DATA ;当前数据段址送DSMOV DS,AX;--------------------------------------------------------------------------; 系统初始化及启动程序;--------------------------------------------------------------------------MOV DX,CON8255 ;8255控制字:PA7~PA0显示AD转换值MOV AL,10001000B ;A口输出,B口输出,PC0~PC3输出,PC4~PC7输入!OUT DX,AL;--------------------------------------------------------------------------BEGIN: MOV DX,B8255 ;L0~L7灯全灭!MOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,A8255 ;LED数码管全灭!MOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,CON8254 ;启动秒计数MOV AL,00100111B ;计数器0,读写高8位,方式3,十进制OUT DX,AL;--------------------------------------------------------------------------K7: MOV DX,C8255IN AL,DX ;读C口TEST AL,10000000B ;测试C口最高位!JZ BEGIN ;PC7=1开机!;--------------------------------------------------------------------------; 数据采集程序;--------------------------------------------------------------------------MOV SI,OFFSET VRBUF ;将VRBUF的偏移地址放入SI,SI指向VRBUF MOV CX,10 ;设置循环次数ALEST: MOV DX,ADC0809 ;选择通道,启动转换MOV AL,00H ;选择端口IN0OUT DX,ALEOC: MOV DX,C8255 ;检测EOC状态,判断转换是否结束IN AL,DXTEST AL,00110000B ;判断PC4,PC5是否为1!JZ EOC ;转换未结束MOV DX,ADC0809 ;转换结束,取AD转换结果IN AL,DXMOV [SI],AL ;AD转换结果存入VRBUFINC SILOOP ALEST;-------------------------------------------------------------------------;--------------------------------------------------------------------------MOV BX,0000 ;数据和清零MOV DH,00 ;最大值MOV DL,0FFH ;最小值MOV SI,OFFSET VRBUFMOV CX,10NEXT: MOV AL,[SI]CMP AL,DH ;比较最大值-->DHJBE NEXT1 ;不高于跳MOV DH,ALNEXT1: CMP AL,DL ;比较最小值-->DLJAE NEXT2 ;不低于跳MOV DL,ALNEXT2: MOV AH,00 ;求数据和ADD BX,AXINC SI ;指向下一单元LOOP NEXTMOV AX,BXMOV BH,0MOV BL,DH ;减去最大值SUB A X,BXMOV BH,0MOV BL,DL ;减去最小值SUB A X,BXMOV CL,8 ;求出平均值-->VRDIV CLMOV VR,AL;-------------------------------------------------------------------------MOV DX,A8255 ;显示AD转换结果OUT DX,AL;-------------------------------------------------------------------------MOV DX,C8255 ;判别K6状态:K6=0为数据控制IN AL,DXTEST AL,01000000BJZ KZ ;K6=0为数据控制JMP DYB ;K6=1为数字电压表;--------------------------------------------------------------------------; 数据控制程序;-------------------------------------------------------------------------- KZ: MOV AL,VR ;数据采集控制CMP AL,33HJBE DDZT ;<=1V,转单灯左跳程序CMP AL,66HJBE SDYT ;<=2V,转双灯右跳程序CMP AL,99HJBE SZJL ;<=3V,转向左渐亮程序CMP AL,0CCHJBE SYJM ;<=4V,转向右渐灭程序JMP BJ ;>4V,转闪动显示A/D值.报警处理程序;------------------------------------------------------------------------- DDZT: MOV AL,1 ;显示"1"CALL DISPMOV CX,8 ;循环次数MOV DX,B8255 ;单灯左跳程序MOV AL,01HDDZT1: OUT DX,ALCALL DELAYCALL DELAYROL AL,1 ;循环左移LOOP DDZT1JMP K7;------------------------------------------------------------------------- SDYT: MOV AL,2 ;显示"2"CALL DISPMOV CX,8MOV DX,B8255 ;双灯右跳程序MOV AL,0C0HSDYT1: OUT DX,ALCALL DELAYCALL DELAYROR AL,1 ;循环右移LOOP SDYT1JMP K7;-------------------------------------------------------------------------- SZJL: MOV AL,3 ;显示"3"CALL DISPMOV CX,9 ;MOV CX,8 ?MOV DX,B8255 ;向左渐亮程序MOV AL,00HSZJL1: OUT DX,ALCALL DELAYCALL DELAYSTC ;置进位标志RCL AL,1 ;带进位循环左移LOOP SZJL1JMP K7;-------------------------------------------------------------------------- SYJM: MOV AL,4 ;显示"4"CALL DISPMOV CX,9 ;?MOV DX,B8255 ;向右渐灭程序MOV AL,0FFHSYJM1: OUT DX,ALCALL DELAYCALL DELAYSHR AL,1 ;逻辑右移LOOP SYJM1JMP K7;--------------------------------------------------------------------------BJ: MOV AL,5 ;显示"5"CALL DISPMOV DX,CON8254 ;启动秒计数MOV AL,00100111B ;计数器0,读写高8位,方式3,十进制OUT DX,ALMOV DX,A8254MOV AL,10H ;计数初值OUT DX,ALMOV DX,CON8254MOV AL,01100111B ;计数器1,读写高8位,方式3,十进制OUT DX,ALMOV DX,B8254MOV AL,10HOUT DX,ALMOV CX,10 ;L0~L7闪动显示A/D值MOV AL,VRMOV AH,00HSD: MOV DX,B8255 ;!OUT DX,ALCALL DELAYXCHG AL,AH ;AL,AH数据互换LOOP SDMOV DX,CON8254 ;关报警MOV AL,01100111B ;计数器1,读写高8位,方式3,十进制OUT DX,ALJMP K7;-------------------------------------------------------------------------DISP: MOV DX,A8255 ;数码管显示程序MOV BX,OFFSET LED ;BX指向数码管七段显示码缓冲区首址XLAT ;换码指令OUT DX,AL ;A口输出显示MOV DX,C8255MOV AL,11110111B ;第三个数码管显示OUT DX,ALRET;-------------------------------------------------------------------------DELAY: PUSH CX ;延时程序1MOV CX,0FFFFHDELAY1: LOOP DELAY1POP CXRET;-------------------------------------------------------------------------DYB: CALL CLEARMOV SI,OFFSET V ALUE ;指向电压值MOV AL,VR ;将2进制数转化成十进制电压值??MOV AH,00 ;!MOV CL,51 ;33H??DIV CLMOV [SI],AL ;电压值个位数INC SIMOV AL,AHMOV CL,10MUL CLMOV CL,51DIV CLMOV [SI],AL ;电压值小数点后第一位数INC SIMOV AL,AHMOV CL,10MUL CLMOV CL,51DIV CLMOV [SI],AL ;电压值小数点后第二位数CALL DISCALL CLEARJMP K7;--------------------------------------------------------------------------CLEAR: MOV DX,A8255 ;清屏子程序MOV AL,00H ;将段码置为全0输出到A口OUT DX,ALRET;--------------------------------------------------------------------------DIS: ;显示子程序MOV SI,OFFSET V ALUE ;SI指向电压值个位数MOV BX,OFFSET LED ;BX指向数码管七段显示码缓冲区首址MOV DX,C8255MOV AL,11111101B ;AL为显示11111101(X2选中)OUT DX,AL ;选中显示位MOV AL,[SI] ;取出电压值个位数XLAT ;根据数值取得对应的数码管七段显示码OR AL,80H ;加上小数点MOV DX,A8255 ;!OUT DX,AL ;输出七段显示码CALL DALLY ;延时,数码管显示INC SI ;SI指向电压值十分位数MOV DX,C8255MOV AL,11111011B ;AL为显示11111011(X3选中)OUT DX,AL ;选中显示位MOV AL,[SI] ;取出电压值十分位数XLAT ;根据数值取得对应的数码管七段显示码MOV DX,A8255OUT DX,AL ;输出七段显示码CALL DALLY ;延时,数码管显示INC SI ;SI指向电压值百分位数MOV DX,C8255MOV AL,11110111B ;AL为显示11110111(X4选中) OUT DX,AL ;选中显示位MOV AL,[SI] ;取出电压值百分位数XLAT ;根据数值取得对应的数码管七段显示码MOV DX,A8255OUT DX,AL ;输出七段显示码CALL DALLY ;延时,数码管显示RET ;返回;--------------------------------------------------------------------------DALLY: PUSH CX ;延时子程序2MOV CX,000FHT1: MOV AX,009FHT2: DEC AXJNZ T2 ;不等于0跳LOOP T1POP CXRET;-------------------------------------------------------------------------CODE ENDSEND START;-------------------------------------------------------------------------。