基于单片机的数字电压表的设计——开题报告.doc

衡水学院毕业设计开题报告题目: 基于单片机的数字电压表的设计学生姓名:李强系 别:物理与电子信息系专 业:电子信息工程年 级:2009级学 号:200940513048指导教师:郭海丽衡水学院教务处印制毕业设计开题报告题目基于单片机的数字电压表的设计系别专业物理与电子信息系电子信息工程年 级2009级开题日期2012.12.25学 号200940513048姓 名李强指导教师郭海丽一、选题的目的及意义、本课题研究的基本内容、拟解决的主要问题：1.选题的目的及意义数字电压表出现在上世纪50年代初，60年代末发展起来的电压测量仪表，简称DVM，它采用数字化测量技术，把连续的模拟量，即连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后通过显示器件显示。这种电子仪表的出现，一方面是由于电子计算机的应用推广到自动控制领域，提出了各种被观测量或被控制量转换成数字量的要求，即为了实时控制和数据处理的要求；另一方面，也是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的发展，为数字化仪表的出现提供了条件。数字化测量仪表的产生与发展与电子计算机的发展是密切相关的；同时，为革新电子测量中的烦琐与陈旧方式也促进了它的飞速发展。如今，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。数字电压表已经绝大部分取代了传统的模拟指针式电压表，因为传统的模拟指针式电压表功能单一、精度低、读数的时候非常不方便还经常出错。而采用单片机的数字电压表由于测量精度高、速度快、读数时也非常方便、抗干扰能力强、可扩展性强等优点已被广泛应用于电子和电工测量，工业自动化仪表，自动测量系统等领域，显示出强大的生命力。2.本课题研究的基本内容本设计由单片机控制系统、信号输入电路、A/D转换电路、LED显示电路组成。采用STC89C52单片机为控制核心，STC89C52单片机内部有8K存储空间，满足一般设计的需要，且全部采用FlashROM，能实现3V超低压工作，满足功耗低的要求；A/D转换电路是数字电压表的核心部分，通过模数转换芯片ADC0809采集电压信息，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到单片机控制模块。ADC0809是一种典型的A/D转换器，由一个八位A/D转换器、一个八路模拟开关、八路模拟量地址锁存/译码器和一个三态输出锁存器组成，具有精度高可靠性强的优点；数字量经过处理后送到显示模块，显示模块用三位七段数码管完成。数码管与液晶显示相比较具有显示直观清楚，控制简单方便，价格低廉的优点。3.本课题拟解决的主要问题本设计要求以单片机为基础设计数字电压表。通过设计熟悉A/D转换原理、51系列单片机的使用和LED数码管的使用方法、译码、显示过程。功能要求为：1.实现三位数码管动态显示。 2.电压表的量程范围为0-5V。 3.精确到小数点后两位。 4.数字电压表的LED数码管上实时显示相应电压值。本系统主要通过硬件设计、软件编程手段来实现功能。根据设计要求用Proteus仿真软件绘制出能完成设计功能电路图。根据电路图编写程序控制单片机，使单片机控制A/D转换器进行模数转换，并在LED上面显示出对应的电压值。编写程序可以选用汇编语言或者C语言，C语言与汇编语言相比具有简洁紧凑、灵活方便运算符丰富等优点，很适合用于该系统的设计。程序经过Proteus仿真无误后，根据电路图，在电路板上焊接出相应功能的电路。二、课题研究步骤、方法及措施：研究步骤：1.查阅相关资料，了解数字电压表的原理，确定数字电压表具体应用和实施。2.复习电路、模电、数电、单片机等相关知识，为后面硬件部分的建模打好基础。3.收集与毕业设计研究方向相关的外文资料，并将其翻译成中文。4.对收集来的相关资料进行整理，融入自己的理解与观点，完成文献综述。5.写出开题报告，进一步明确任务，确定研究方向。6.数字电压表模型建立，硬件主体设计、电路图的设计、原理图的设计。7.随时记录工作进度，收集整理相关资料、实验数据、试验程序。8.撰写论文准备答辩。研究方法：1调查研究法：通过调查研究，有目的、有计划、有系统地搜集数字电压表的使用现状。了解数字电压表的不足之处，找到相应的改进方法。通过问卷调查和市场调查，了解人们对数字电压表的具体需求，获得符合人们现实需要的数字电压表的设计方案。2. 文献研究法：根据研究的课题，通过搜集文献来获得数字电压表的相关资料，从而全面地、正确地了解并掌握数字电压表的设计方法。3. 模拟仿真法：通过仿真软件Proteus，对设计的数字电压表进行模拟仿真，查找问题并解决。 4. 实验分析法：在实验室根据设计出的电路原理图焊接出实物，验证并调试出预定效果，设计成功。研究措施： 1学习并巩固制作数字电压表的相关知识，包括理论知识：C语言原理及应用、单片机原理及接口技术、模拟电子技术、数字电子技术，以及相关软件的学习，如:Keil、Proteus、Protel，Visio。2根据数字电压表的发展方向确定出实用的设计法案，并在老师的指导下分析设计方案的可行性。3根据设计方案编写出相应的C程序并画出硬件原理图，利用仿真软件验证并改进方案。4仿真无误后，根据电路原理图焊接出相应电路，调试制作出具体实物。三、课题研究工作进度：（1）2012.10.21 2012.11.10 确定选题之后查阅了与数字电压表有关的资料，明确了数字电压表的创新问题，主要以方便准确为设计目标。 （2）2012.11.11 2012.11.30 进行文献调研，了解研究内容的国内外现状。（3）2012.12.01 2012.12.25 撰写开题报告并通过指导老师审阅，参加开题。（4）2012.12.26 2013.04.08 阅读单片机原理及应用的相关资料，掌握相关的知识以及方法，重点掌握单片机的原理分析及应用。根据已掌握的相关知识及设计思想绘制数字电压表硬件电路图和软件流程图。整理思路，完成硬件电路图和软件的设计，进行仿真设计，得出结论。（5）2013.04.09 2013.04.29 整理好思路，着手论文初稿的撰写。（6）2013.04.30 2013.05.20 在老师的指导下，进行论文的修改、定稿、并打印。（7）2013.05.21 2013.05.24 提交规范的毕业论文与准备答辩。（8）2013.05.24 2013.05.31 按时参加答辩。四、主要参考文献：1 胡健.单片机原理及接口技术M.北京:机械工业出版社,2005.2 李生明,杨红.PROTUES软件在学习单片机中的应用J.清远职业技术学院学报,2010,3(6):40-42.3 郑学坚,周斌.微型计算机原理及应用M.北京:清华大学出版社,2001.4 谢自美.电子线路设计实验测试M.第二版.武汉:华中科技大学出版社,2006.5 蔡美琴,张为民.MCS-51系列单片机系统及其应用设计M.北京:高等教育出版社,2002.6 阎石.数字电子技术基础M.第五版.北京:高等教育出版社,2006.8 胡卓敏,王丽娟.基于STC89C51单片机的数字电压表设计J.电子元器件应用,2009,11(11):14-16.9 扬吉祥,詹宏英,梅芍春.电子测量技术基础M.南京:东南大学出版社,1997. 10 谭浩强.C程序设计教程M.北京:清华大学出版社,2007.11 赵波,杨迎春.基于A/D转换器件ADC0809的数字电压表设计J.内蒙古石油化工，2010,(23):62-63.12 项丽萍,张志刚.基于51单片机的数字电压表的设计与仿真J.洛阳师范学院学报,2012,3(02):39-41.13 Bao F., Deng R. H., Mao W. Efficient and practical fail exchange protocols with off-line TTP A. Proc of the 1998 IEEE Symposium on Security and Privacy C. Oakland: IEEE Computer Press, 1998. 五、指导教师意见： 指导教师（签名）：年 月 日 六、开题审查小组审查意见：审查结果： 1、通过； 2、完善后通过；3、未通过 组长签名： 年 月 日说明：开题报告应在教师指导下由学生独立撰写，开题报告一般不少于1000字，并交指导教师审阅。毕业设计开题报告论证记录题目基于单片机的数字电压表的设计学生姓名李强学 号200940513048指导教师郭海丽论证小组组成组成姓名职称所在单位专业方向签字组长郭海丽讲师物理与电子信息系电路与系统成员樊迎光讲师物理与电子信息系计算机应用技术李艳乐助教物理与电子信息系电路与系统刘子林副教授物理与电子信息系物理学尹志会副教授物理与电子信息系光学工程高亚成助教物理与电子信息系光学工程1.问:此课题设计主要由几个模块组成各部分功能是什么？答：该设计主要由单片机控制模块、数模转换模块、显示模块组成。数模转换模块将直流电压模拟信号转换成数字信号并送到单片机，数字信号经过单片机处理后，转换成数码管的显示段码，显示出实时电压值。 2.问:如何实现高精度？ 答：精度的提高主要从两个方面入手。一是从程序入手，提高程序的逻辑性和处理程序的准确性，提高