单片机的数字电压表论文VIP专享VIP免费

2009届毕业设计基于单片机的数字电压表姓名：李小军系别：电子信息系专业：电子信息工程学号：0711030227指导教师：彭克发2009年11月5日基于单片机的数字电压表李小军重庆电子工程学院电子信息系电信072班重庆沙坪坝摘要：本文介绍一种基于89C52单片机的一种电压测量电路,该电路采用TLC1549连续逐次逼近型A/D转换器，测量范围直流0-5000伏，使用LCD液晶模1输入电路A/D转换89C52单片机LCD显示通讯模块块显示，可以与PC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，介绍了逐次逼近电路的原理，89C52的特点，TLC1549的功能和应用，LCD1602的功能和应用。该电路设计新颖、简洁、功能强大、可扩展性强。关键词：电压测量，TLC1549，逐次逼近A/D转换器，1602液晶模块Abstract:Theintroductionofacost-based89C52MCUavoltagemeasurementcircuits,thecircuitsusedTLC1549high-precision,dual-scoringA/Dconversioncircuits,measuringscopeDC0-5000volts,theuseofLCDthatcanbecarriedoutwithaPCserialcommunications.Thepaperfocusesonprovidingasoftwareandhardwaresystemcomponentscircuit,introduceddoubleintegralcircuittheory,89C52featuresTLC1549functionsandapplications,LCD1602functionsandapplications.thecircuitdesigninnovative,powerful,canbeexpansionarystrong.KeyWords:DigitalVoltmeterTLC1549LCD160289C521前言数字电压表（DigitalVoltmeter）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、自动测试系统等智能化测量领域，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。本章重点介绍单片A/D转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。2系统原理及基本框图如图2.1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A/D转换器进行A/D转换，然2后送到单片机中进行数据处理。处理后的数据送到LCD中显示，同时通过串行通讯与上位机通信。图2.1系统基本方框图3硬件设计3.1输入电路图3.1.1量程切换开关图3.1.2衰减输入电路输入电路的作用是把不同量程的被测的电压规范到A/D转换器所要求的电压值。智能化数字电压表所采用10位串行ADC芯片TLC1549，它要求输入电压0-5V。本仪表设计是0-5000V电压，灵敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰减器，如图3.1.2所示9M、900K、90K、和10K电阻构成1/10、1/100、1/1000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CPU自动识别档位，还要有图3.1.1的硬件连接。3.2A/D转换电路A/D转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性能A/D有很多种，从电路结构看可分为逐次逼近型、并联比较型、双积分型等。并联比较型具有转换速度高的优点，但随着位数的增加，所使用的元件数量以几何级3数上升，使得造价巨增，故应用并不广泛；双积分型具有精度高的优点，但转换速度太低，一般应用于非实时控制的高精度数字仪器仪表中；逐次比较型转换速度虽然不及并联比较型，属于中速ADC，但具有结构简单的价格优势，在精度上可以达到一般工业控制要求，故本设计采用美国德州仪器公司生产的具有串行控制、连续逐次逼近型的10位模数转换器TLC1549。3.2.1逐次逼近型转换器的工作原理逐次逼近型模数转换器一般由顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器和电压比较器等几部分组成，其原理框图如图3.2.1所示。图3.2.1逐次逼近型模数转换器的原理框图转换开始前先将所有寄存器清零。开始转换以后，时钟脉冲首先将寄存器最高位置成1，使输出数字为100…0。这个数码被数模转换器转换成相应的模拟电压，送到比较器中与进行比较。若＞，说明数字过大了，故将最高位的1清...