數字電壓表專業(yè)綜合實踐報告

時間：2022-11-18 20:10:38 實踐報告我要投稿

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關于數字電壓表專業(yè)綜合實踐報告

　　篇一：數字電壓表實習報告

關于數字電壓表專業(yè)綜合實踐報告

　　機械與電子信息學院

　　通信工程系

　　20xx年寒假實習報告

　　題目：

　　班序號：

　　摘要：本數字電壓表可以對直流電源和交流電壓進行比較準確的測量。其中直流部分的測量范圍是0-20V，分為三個檔位：0-0.2V，0.2V-2V，2V-20V。該直流電壓表的測量電路主要由三個模塊組成：模擬數據采集處理模塊、A/D轉換模塊及譯碼顯示控制模塊。模擬數據的采集處理模塊由模擬電路部分完成。A/D轉換模塊主要由芯片ADC0809來完成，它負責把采集到的模擬量轉換為相應的數字量再傳送到AT89S51單片機進行數據處理。譯碼顯示模塊是單片機將譯好的數據傳送到由74LS244驅動的4位7段數碼管進行顯示。交流部分的測量范圍是0-5V，測量的是交流電壓的有效值。該交流電壓表的測量電路由三個模塊構成：AC-DC轉換模塊、電壓補償模塊、直流電壓表測試模塊。其中AC-DC轉換模塊由AD637完成。電壓補償模塊對AD637的非線性部分進行補償，由LM324完成。直流電壓表測試模塊由直流部分完成。

　　關鍵字：AT89S51，數模轉換，AC-DC轉換，數碼管顯示

　　1. 系統(tǒng)方案的選擇和論證

　　1.1數模轉換模塊

　　方案一：用分離元件完成數據采集AD轉換的功能。該方案由于需要大量的元器件，實現起來比較復雜，而且精度不易控制。

　　方案二：選則集成芯片ADC0809。ADC0809的采樣頻率為8位的、以逐次逼近原理進行�！獢缔D換的器件。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8個單斷模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。由于本實驗要求的測量誤差是<=1%,顯示精度是0.01V，本設計采用ADC0809就可以滿足要求。ADC0809的分辨率是1/28，量化間隔為= 滿量程輸入電壓/28-1，完成一次轉換的時間是100us。適合此設計使用。方案三：采用其他采樣頻率位數更高的AD轉換芯片，如積分型（如TLC7135）、壓頻變換型（如AD650）、調制型（如AD7705）、并行比較型/串并行比較型（如TLC5510）。這些AD轉換芯片各有各的特點。單本實驗只需要采用常用的、性價比高的芯片就可以完成。

　　1.2模擬數據采集處理模塊：

　　方案一：不加另外的模擬電路，直接讓ADC0809采集輸入的電壓。對于此設計不可行。因為ADC0809只能對0-5V的模擬電壓進行采樣，而要求對0-20V的電壓進行處理，故淘汰此設計。

　　方案二：用滑動變阻器對輸入的電壓進行分壓，實現了對比較大的電壓進行采樣的目的。再對不同的分壓厚的電壓進行不同的處理放大，這樣可以避免ADC0809對比較小的電壓采樣誤差較大的弊端。所以分壓與放大兩部分電路結合成功完成數據采集處理模塊。

　　1.3譯碼顯示模塊：

　　方案一：用CD4511進行譯碼，四位七段數碼管進行顯示。因為CD4511可將BCD，碼轉換為可以再數碼管上顯示的數字，則在單片機的程序中不需要寫譯碼的程序。由于CD4511譯碼出的數據不能顯示小數點，小數點的控制仍需在單片機程序中另外編寫。

　　方案二：用單片機直接控制四位的七段數碼管進行顯示，在單片機的程序中完成譯碼。其中在單片機和數碼管之間要加驅動芯片驅動。所以實現起來較為簡單。

　　1.4 AC-DC轉換模塊

　　方案一：采用分立元件設計，經過整理濾波等措施，使交流電壓變?yōu)橹绷麟妷�。但是設計要求的是測量其有效值，所以電路實現起來較為復雜，而且精確度不高。方案二：采用AD637完成AC-DC轉換，再配合LM324完成交流轉其對應的直流有效值的功能，精度較高。

　　2．詳細軟件硬件設計

　　2.1硬件設計部分

　　整體設計流程圖

　　2.1.1單片機最小系統(tǒng)

　　單片機的最小系統(tǒng)由AT89S51、6M晶振、兩個20p電容、10K電阻、復位開關組成。如圖1：

　　2.1.數模轉換模塊

　　該模塊采用的主要芯片使ADC0809。首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動 A/D轉換，之后EOC輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到A/D轉換完成，EOC變?yōu)楦唠娖剑甘続/D轉換結束，結果數據已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的數字量輸出到數據總線上。ALE信號常與START信號連在一起，這樣連接可以在信號的前沿寫入地址信號，在其后沿啟動A/D轉換，圖2為ADC0809信號的時序配合圖）。

　　圖2 ADC0809信號的時序配合

　　在本設計中，選通了IN-0通道（A、B、C都為0），IN-0作為模擬信號的輸入，通過D0-D7數據輸出口與單片機進行數據傳輸。由于ADC0809沒有內部時鐘，所以需要單片機提供時鐘，ALE輸出的是六分頻的時鐘（1M），再經過D觸發(fā)器的設計實現二分頻，最終是ADC0809的工作時鐘為500KHz。工作的ADC0809與單片機的連接圖如圖3。

　　2.1.3模擬數據采集處理模塊

　　此模塊完成將0-0.2V，0.2V-2V，2V-20V的數據分開處理。配合單片機指令完成了使輸入要測試的直流電壓進行五分壓后，對2V-20V的數據不作處理。對0.2V-2V的數據通過LM324進行十倍的放大，對0V-200MV的數據進行一百倍的放大。這樣設計的目的是為了使傳送給ADC0809的測試電壓即在0-5V ADC0809所允許的電壓范圍之內，又對較小的電壓進行了放大，加強其采樣處理的準確性。U0為傳送給ADC0809的接口�！�

　示控制模塊

　　將AT89S51的譯碼輸出通過驅動芯片74LS244驅動四位七段數碼管。74HC138進行片選實現動態(tài)掃描四位數碼管的每一位。圖5是其具體連接電路。

　　篇二：數字電壓表設計報告

　　河北建筑工程學院

　　《電子技術》課程設計報告

　　題目：數字電壓表設計

　　院系：電氣工程系

　　專業(yè)：電控 112

　　姓名：劉茂珅

　　學號： 2011308216

　　指導老師：呂英麗

　　設計地點（單位）:河北建筑工程學院電氣實驗室

　　設計時間:2011年2月25日-2011年3月8日

　　一、課程設計的性質、目的 ........................................................................... 1

　　二、設計要求 ................................................................................................... 1

　　三、設計方案及原理 ....................................................................................... 2

　　四、方案比較及可行性分析 ........................................................................... 3

　　五、工作過程 ................................................................................................... 4

　　六、３１/２位數字電壓表部件構成： ....................................................... 5

　　七、遇到的問題及解決方法 ......................................................................... 11

　　八、元器件清單 ............................................................................................. 12

　　九、心得體會 ................................................................................................. 12

　　參考文獻 ......................................................................................................... 13

　　附電路圖： ..................................................................................................... 13

　　數字電壓表設計報告

　　一、課程設計的性質、目的：

　　課程設計主要目的，是通過電子技術的綜合設計，熟悉一般電子電路綜合設計過程、設計要求、應完成的工作內容和具體的設計方法。通過設計也有助于復習、鞏固以往的學習模電、數電內容，達到靈活應用的目的。在設計完成后，還要將設計的電路進行安裝、調試以加強學生的動手能力。在此過程中培養(yǎng)從事設計工作的整體觀念。

　　課程設計強調以能力培養(yǎng)為主，在獨立完成設計任務同時注意多方面能力的培養(yǎng)與提高，主要包括以下方面：

　　· 獨立工作能力和創(chuàng)造力。

　　· 綜合運用專業(yè)及基礎知識，解決實際工程技術問題的能力。

　　· 查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書的能力。

　　· 熟悉常用電子儀器操作使用和測試方法；

　　· 工程繪圖能力。

　　· 寫技術報告和編制技術資料的能力。

　　二、設計要求

　　1、利用所學的知識，通過上網或到圖書館查閱資料，設計三個實現數字萬用表的方案；只要求寫出實驗原理，畫出原理功能框圖，描述其功能。

　　2、其中對將要實驗方案3 1/2數字電壓表，需采用中、小規(guī)模集成電路、MC14433 A/D轉換器等電路進行設計，寫出已確定方案詳細工作原理，計算出參數。

　　3、技術指標：

　　⑴、測量直流電壓1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；

　　測量交流電壓1999-199V。

　　⑵、交、直流電流；

　�、恰㈦娮琛㈦娙�；

　�、取⑷话霐底诛@示。

　　4.畫出整機原理圖以及整機接線圖。

　　5.組裝并調試設計電路，自行排除故障。

　　6.總結設計、試驗。

　　三、設計方案及原理

　　方案一、基于MC14433的數字電壓表

　　方案一基于MC14433的數字電壓表

　　方案一：該方案大致分為五個模塊，分別為基準電壓模塊；A/D轉換模塊；字形譯碼驅動模塊；顯示電路模塊；字位驅動模塊。由上圖可以清楚地看出，交流電流經過AC/DC轉換成直流，經過電阻分壓集穩(wěn)壓放大后進入雙積分轉換器MC14433測量，再通過CD4511譯碼器經過A/D轉換器位選電路送到LED顯示，完成電壓測試。方案二、由ICL7107構成的3 1/2位數字電壓表

　　方案二ICL7107構成DVM原理圖

　　原理：該系統(tǒng)采用ICL7107、四個共陰極LED數碼管，ICL7107內部包括模擬電路（即雙積分A/D轉換器）、數字電路兩大部分。輸入電壓經量程轉換進入

　　ICL7107

　　進行A/D轉換，直接在數碼器上顯示。ICL7107只有液晶筆段及背電極驅動，沒有小數點驅動端。為顯示小數點，需另加外圍電路。

　　方案三、基于AT89C52的數字電壓表

　　方案三：該方案采用12M晶振產生脈沖做AT89C52的內部時鐘信號，通過軟件設置單片機的內部定時器T0產生中斷信號。利用中斷設置單片機的P2.4口取反產生脈沖做AT89C52的時鐘信號。單片機軟件設置ADC0808開始A/D轉換并將轉換結果存到片內RAM。系統(tǒng)調出顯示子程序，將保存結果轉化為0.00－5.00V分別保存在片內RAM；系統(tǒng)調出顯示子程序，將轉化后數據查表，輸出到LED顯示電路，將相應電壓顯示出來，程序進入下一個循環(huán)。

　　四、方案比較及可行性分析：

　　方案一：選用A/D轉換芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403實現電壓的測量，用四位數碼管顯示出最后的轉換電壓結果。缺點是工作速度低，優(yōu)點是精度較高，工作性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力比較強。器件價格合適，采購方便，成本低，易實施。

　　方案二：選用專用電壓轉化芯片ICL7107實現電壓的測量和控制。它包含3 1/2位數字A/D轉換器，可直接驅動LED數碼管。用四位數碼管顯示出最后的轉換電壓結果。缺點是精度比較低，且內部電壓轉換和控制部分不可控制。優(yōu)點是價格低廉。

　　方案三：選用單片機AT89S52和A/D轉換芯片ADC0809實現電壓的轉換和控制，用四位數碼管顯示出最后的轉換電壓結果。缺點是價格稍貴；優(yōu)點是轉換精度高，且轉換的過程和控制、顯示部分可以控制。

　　篇三：數字電壓表實訓報告

　　數字電壓表實訓報告

　　一、實訓目的

　　1、設計電路圖，根據電路圖焊接電路。

　　2、通過把設計好的程序利用軟件將編譯得到HEX格式文件加載到單片機芯片中，實現仿真電路，得到仿真

　　電路結果。

　　二、實訓要求

　　1、選擇課題，獨立完成電路的焊接和程序的編寫與調試工作。