開題報(bào)告基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

1、河北大學(xué)工商學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告裝訂線（學(xué)生用表）論文（設(shè)計(jì)）題目基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)學(xué)部專業(yè)電氣工程及其自動化學(xué)科學(xué)生指導(dǎo)教師職稱（1、內(nèi)容包括：課題的來源及意義，國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，本課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法、手段及進(jìn)度安排、實(shí)驗(yàn)方案的可行性分析和已具備的實(shí)驗(yàn)條件、具體參考文獻(xiàn)等。2、撰寫要求：字體為宋體、小四號，字?jǐn)?shù)不少于1500字。）一課題的來源及意義數(shù)字電壓表在1952年由美國nls公司首次創(chuàng)造，它剛開始是4位，50多年來，數(shù)字電壓表有了不斷的進(jìn)步和提高。數(shù)字電壓表是從電位差計(jì)的自動化過程中研制成功的。開始是4位數(shù)碼顯示，然后是5位、6位顯示，而現(xiàn)在發(fā)展到7位、6位

2、數(shù)碼顯示；從最初的一兩種類型發(fā)展到原理不同的幾十種類型；從最早的采用繼電器、電子管發(fā)展到全晶體管、集成電路、微處理器化；從一臺儀器只能測1-2種參數(shù)到能測幾十種參數(shù)的多用型；顯示器件也從輝光數(shù)碼管發(fā)展到等離子體管、發(fā)光二極管、液晶顯示器等。數(shù)字電壓表的體積和功耗越來越小，重量不斷變輕，價格也逐步下降，可靠性越來越高，量程范圍也逐步擴(kuò)大。數(shù)字電壓表是60年代末發(fā)展起來的電壓測量儀表，簡稱dvm，它采用的是數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量，也就是連續(xù)的電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)的數(shù)字量，加以數(shù)字處理然后通過顯示器件顯示。這種電子儀表之所以出現(xiàn)，一方面是由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用推廣到系統(tǒng)的自動控制信號的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，

3、提出了各種被觀測量或控制量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的要求，即為了實(shí)時控制和數(shù)據(jù)處理的要求；另一方面，也是電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，帶動了脈沖數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。所以，數(shù)字化測量儀表的產(chǎn)生與發(fā)展與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展是密切相關(guān)的；同時，為革新電子測量中的煩瑣與陳舊方式也促進(jìn)了它的飛速發(fā)展。如今，它又成為向智能化儀表發(fā)展的必要橋梁。數(shù)字電壓表最初是伺服步進(jìn)電子管比較式，其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度比較高，但是采樣速度較慢，體積重達(dá)幾十公斤。繼之出現(xiàn)了諧波式電壓表，它的速度方面稍有提高但準(zhǔn)確度低，穩(wěn)定性差，再后來出現(xiàn)了比較式儀表改進(jìn)逐次漸進(jìn)式結(jié)構(gòu)，它不僅保持了比較式準(zhǔn)確高的優(yōu)點(diǎn)，而且速度也有了很大的提高，但

4、它有一缺點(diǎn)就是抗干擾能力差，很容易受到外界因素的影響，隨后，在諧波式的基礎(chǔ)上雙引申出階梯波式，它的唯一進(jìn)步就是成本降低了，可是準(zhǔn)確度，速度及抗干擾能力都未提高。而數(shù)字電壓表的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，就原理來講，它從原來的一兩種已經(jīng)發(fā)展到多種，在功能上講，它從測單一的參數(shù)發(fā)展到能測多種參數(shù)；從制作原件看，發(fā)展到集成電路，準(zhǔn)確度已經(jīng)有了很大的提高，精度已經(jīng)到1nv，讀數(shù)速度達(dá)到每秒幾萬次，而相對以前價格已經(jīng)降低了很多。目前實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)字化測量的方法仍然是模-數(shù)（a-d）轉(zhuǎn)換的方法。數(shù)字電壓表分類繁多，日常生活中一般根據(jù)原理的不同進(jìn)行分類，大致分為：比較式，電壓時間變換式，積分式等。在電量的測量中，電壓，電

5、流和頻率是最基本的三個被測量，其中電壓量的測量最經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是需要經(jīng)常測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓就成為必不可少的測量儀器。另外，數(shù)字測量儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便，精度高，誤差小，靈敏度高，分辨率高，測量速度快等特點(diǎn)備受用戶親睞，數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)就基于這種需求發(fā)展起來。這個課題的目的和意義在于使自己掌握對數(shù)字電壓表的理解，自己動手設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表與仿真，它可以廣泛的應(yīng)用于電壓測量外，通過各種變換器還可以測量其它電量和非電量，測量是一種認(rèn)識過程嗎，就是用實(shí)驗(yàn)的方法將被測量和被選用的相同參量進(jìn)行比較，從而確定它的大小。dvm廣泛應(yīng)用于測量領(lǐng)域每期測量的準(zhǔn)確度和可信度取決于它的主要性

6、能和技術(shù)指標(biāo)。所示我們要學(xué)習(xí)和掌握如何設(shè)計(jì)dvm就顯得十分重要。二國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r電壓表指固定安裝在電力、電信、電子設(shè)備面板上使用的儀表，用來測量交、直流電路中的電壓。數(shù)字電壓表作為智能儀表的一種，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一、精度低、不能滿足數(shù)字化時代的需求，并且傳統(tǒng)的電壓表在測量電壓時需要手動切換量程，不僅不方便，而且要求不能超過該量程。采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，集成方便，還可與pc進(jìn)行實(shí)時通信。目前，由各種單片a/d轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量領(lǐng)域，并且由d

7、vm擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。如今，數(shù)字電壓表已經(jīng)絕大部分取代了傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一，精度低，讀數(shù)的時候非常不方便還經(jīng)常出錯，而采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表由于測量精度高，速度快，讀數(shù)時也非常方便，抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于電子和電工測量，工業(yè)自動化儀表，自動測量系統(tǒng)等領(lǐng)域。顯示出強(qiáng)大的生命力。dvm的高速發(fā)展，使它已成為實(shí)現(xiàn)測量自動化、提高工作效率不可缺少的儀表，數(shù)字化是當(dāng)前計(jì)量儀表發(fā)展的主要方向之一，而高準(zhǔn)度的dc-dvc的出現(xiàn)，又使dvm進(jìn)入了精密標(biāo)準(zhǔn)測量領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，

8、數(shù)字電壓表的功能和種類將越來越強(qiáng)，越來越多，其使用范圍也會越來越廣泛。采用智能化的數(shù)字儀器也將是必然的趨勢，它們將不僅能提高測量精確度，而且能提高電測量技術(shù)的自動化程序，可以擴(kuò)展成各種通用數(shù)字儀表、專用數(shù)字儀表及各種非電量的數(shù)字化儀表（如：溫度計(jì)、濕度計(jì)、酸度計(jì)、重量、厚度儀等），幾乎覆蓋了電子電工測量、工業(yè)測量、自動化儀表等各個領(lǐng)域。從而提高了計(jì)量檢定人員的工作效率。三課題的研究目標(biāo)：能實(shí)現(xiàn)檔位選擇；數(shù)字顯示；直流電壓測量；具有正、負(fù)電壓極性顯示、小數(shù)點(diǎn)顯示和超量程顯示。研究內(nèi)容：基于單片機(jī)89c51及adc設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表，該設(shè)計(jì)采用proteus為設(shè)計(jì)平臺，并用keil c51進(jìn)行設(shè)計(jì)。該

9、電壓表能測量電壓值，并顯示測量電壓數(shù)值。 研究方法：（1）掌握單片機(jī)和adc的基本知識；（2運(yùn)用proteus軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)；（3）采用keilc51設(shè)計(jì)溫度測控系統(tǒng)的程序,并仿真驗(yàn)證；手段：1學(xué)習(xí)電壓測量和數(shù)據(jù)采集的基本原理。2學(xué)習(xí)lcd1602的工作和顯示原理。3研究數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換盒顯示程序。4學(xué)習(xí)電路的仿真軟件proteus的使用方法。5利用proteus進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。6完成系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。7仿真驗(yàn)證。進(jìn)度安排：第1-6周，進(jìn)行外文翻譯，撰寫開題報(bào)告。第7-10周，編寫程序。第11-12周，調(diào)試程序。第12-14周，論文撰寫。參考文獻(xiàn)：（1） 朱清慧.proteus教程電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真.清華大學(xué)出版社.北京.2008（2） 周潤景.pr