積分式數(shù)字電奪表設(shè)計(jì)

1、摘 要隨著電子科技的發(fā)展，電子測(cè)量成為廣大電子工作者必須掌握的手段，對(duì)測(cè)量的精度和功能的要求也越來越高，而電壓的測(cè)量甚為突出，因?yàn)殡妷旱臏y(cè)量最為普遍。同時(shí)隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，特別是單片機(jī)的出現(xiàn)，正在引起測(cè)量控制儀表領(lǐng)域的新的技術(shù)革命。A/D轉(zhuǎn)換電路是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的重要部分，也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一種重要的功能接口。目前市場(chǎng)上有兩種常用的A/D轉(zhuǎn)換芯片，一類是逐次逼近式的，如AD1674，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度較高，功率較低。另一類是雙積分式的，如ICL7135，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高、抗干擾能力強(qiáng)。但高位數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器價(jià)格相對(duì)較高。本文介紹的一種基于單片機(jī)的高精度、雙積分

2、型轉(zhuǎn)換電路，具有電路體積小、成本低、性價(jià)比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試容易和工作可靠等特點(diǎn)，有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本設(shè)計(jì)在參閱了大量前人設(shè)計(jì)的數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上利用單片機(jī)技術(shù)結(jié)合LM339以及采用模擬開關(guān)CD4051構(gòu)建一個(gè)測(cè)量范圍達(dá)0-750V。本文首先簡(jiǎn)要介紹了積分式數(shù)字電壓表的主要組成部分及原理，然后詳細(xì)介紹了硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并給出了硬件電路的各部分電路的設(shè)計(jì)及原理以及軟件算法。關(guān)鍵詞： 電壓測(cè)量；LM339；模擬開關(guān)；單片機(jī)Integral design of digital voltmeterAbstractWith the development of electronical s

3、cientific technology, electronic measurement become a technic that everyone of engaging electronical had to master it. Whats more, the measurement accuracy and functional equirements are getting higher and higher, and the voltage measurement is best important. At the same time as the rapid developme

4、nt of microelectronics technology and the emergence of ultra-large-scale integrated circuits, In particular the emergence of MCU, is causing the field of measurement and control instruments of the new technological revolution.A/D converter circuit is an important part of the data acquisition system,

5、 is also an important function of interface of the computer application system. At present there are two common A/D conversion chip on the market. one is successive approximation type, such as the AD1674, characterized by high conversion, a lower power,; and the other is a two-integral type, such as

6、 the ICL7135, characterized by high precision conversion, and strong interference capability, But the high number of A/D converter is relatively expensive. This article describes a microcomputer-based high-precision, dual integral conversion circuit, with circuit size and low cost, cost-effective, s

7、imple structure, easy and reliable debugging and so on, have a good practical value.The design of a large number of our predecessors in the see-designed based on the digital voltmeter the use of microcomputer technology combined the chip, LM339 and the use of analog switches CD4051 to build a measur

8、ing range up to 0-750V. This paper briefly describes the integral digital voltage meter and principle of the main components, and then details the hardware and software system design, and gives the various parts of the hardware circuit design and principles of the circuit and software algorithms.Key

9、 Words: Voltage measurement; LM339; Analog switch; Microcontroller目 錄摘 要IAbstractII1 方案論證21.1 概述21.2 硬件系統(tǒng)流程概述22 積分式數(shù)字電壓表硬件設(shè)計(jì)32.1 電壓信號(hào)采樣32.2 自動(dòng)量程切換接口電路42.2.1 基本原理42.2.2 10倍放大器電路52.2.3 欠量程識(shí)別電路52.2.4 換程控制電路62.3 積分運(yùn)算電路82.4 電壓比較器工作原理112.4.1 什么是電壓比較器11比較器的工作原理132.5 積分電路142.5.1 基本原理142.5.2 轉(zhuǎn)換過程152.6 應(yīng)用電路16

10、2.7 顯示過程172.7.1 單片機(jī) AT89S52 簡(jiǎn)介172.7.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)及LED 顯示電路173 軟件設(shè)計(jì)193.1 積分式數(shù)字電壓表系統(tǒng)軟件流程193.2 單片機(jī)主程序流程圖193.3 定時(shí)器 T0、TI 中斷服務(wù)程序203.4 電壓值計(jì)算子程序213.5 顯示程序21總 結(jié)23參 考 文 獻(xiàn)24附錄 程序25致 謝30引 言在電量的測(cè)量中，電壓和頻率是最基本的三個(gè)被測(cè)量。其中電壓量的測(cè)量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測(cè)量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器。數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡(jiǎn)稱DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)

11、，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）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、精度底，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，而采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表，由精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展強(qiáng)、集成方便，還可與PC進(jìn)行實(shí)時(shí)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，已被廣泛用于電子測(cè)及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。與此同時(shí)，由DVM擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀表，也把電量及非電量測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。積分式數(shù)字電壓表是一種間接轉(zhuǎn)換形式的數(shù)字電壓表，它是對(duì)輸入模擬電壓進(jìn)行積分并轉(zhuǎn)換成中間量時(shí)間或頻率，再通過計(jì)數(shù)器將中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量

12、。1 方案論證1.1 概述積分式數(shù)字電壓表采用 AT89S52單片機(jī)作為主要控器，系統(tǒng)由分壓及量程切換電路、積分電路、電壓比較電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)及外圍顯示接口電路等幾個(gè)功能模塊組成。本系統(tǒng)基本組成框圖如圖1.1所示。被測(cè)電壓小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)（配合被測(cè)量與量程）分壓器（量程切換）電壓比較單片機(jī)LED顯示積分器圖1.1 數(shù)字電壓表基本組成框圖1.2 硬件系統(tǒng)流程概述被測(cè)模擬電壓經(jīng)過初始最高擋位切換到最大分壓電路衰減后，接著由運(yùn)算放大器OP07 進(jìn)行放大后，再送給比較電路進(jìn)行電壓比較，通過單片機(jī)控制制來判斷量程是否合適并選擇合適的量程，然后將電壓信號(hào)送到由LM324構(gòu)成的積分電路對(duì)輸入電壓進(jìn)行定時(shí)積分，

13、再通過LM339構(gòu)成的電壓比較電路，輸出相應(yīng)的比較信號(hào)到單片機(jī)中對(duì)其進(jìn)行判斷，最后由單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得到被測(cè)電壓數(shù)值 (BCD 碼)，通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)四個(gè)LED數(shù)碼管顯示結(jié)果。2 積分式數(shù)字電壓表硬件設(shè)計(jì)2.1 電壓信號(hào)采樣直流電壓測(cè)量部分電路如圖2.1所示。該電路是以 200mV 作為基本量程，共設(shè)5擋：200mV、2V、20V、200V、1000V。圖中，R1R5 為分壓電阻，均采用誤差較小的精密金屬膜電阻（相對(duì)誤差為0.5%）五個(gè)電阻的總和為10 .在實(shí)際應(yīng)用中，由于高阻值的精密電阻難以購到，R1（9）可由兩只標(biāo)稱值為4.5的配對(duì)電阻串聯(lián)而成，而分壓電阻R5（1）可由 900和

14、100電阻串聯(lián)而成。圖2.1 分壓電路實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)是根據(jù)各擋的分壓比和總電阻來確定各分壓電阻的。如先確定R總=R1+R2+R3+R4+R5=10M （2.1）再計(jì)算 1000V 擋的電阻R總=0.0001R (2.2）再逐擋計(jì)算 R4、R3、R2、R1。盡管上述最高量程擋的理論量程是2000V，但通常的數(shù)字電壓表出于耐壓和安全考慮，規(guī)定最高電壓量程為1000V。顯然，此擋滿量程時(shí)，輸出電壓為1000V乘以 0.0001等于0.1V。即100mV，同理可以算出量程為200V 擋的分壓系數(shù)等于0.001，滿量程時(shí)輸出電壓為0.2V，即200mV。20V、2V、200mV擋的分壓系數(shù)為 0.01、0.

15、1和1?？傊?，通過分壓電路，使被測(cè)電壓一律減至 200mV 以下，之后再放大10 倍送給自動(dòng)量程切換接口電路，選取好量程后進(jìn)行雙積分轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電壓周期變換后送入單片機(jī)處理和顯示2.2 自動(dòng)量程切換接口電路2.2.1 基本原理自動(dòng)量程切換接口由10倍放大器電路、欠量程識(shí)別電路、換程控制電路組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.2所示.換程電路欠量程識(shí)別電路量程選擇電路10倍放大電路URA、B、CUoUi圖2.2 自動(dòng)量程切換接口方框圖電路工作原理如下：當(dāng)電路上電后，換程控制電路自動(dòng)將量程設(shè)置為最高擋，即衰減為0.0001，然后欠量程識(shí)別電路對(duì)放大后的輸出Uo進(jìn)行判斷。判斷標(biāo)準(zhǔn)是以和它相配的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入

16、上限作為其上限閥值Umax，以 9%Umax 作為其下限閥值 Umin，UoVB；在t1t2時(shí)，VBVA；在t2t3時(shí)，VAVB。在這種情況下，Vout的輸出如圖2.9(c)所示：VAVB時(shí)，Vout輸出高電平(飽和輸出)；VBVA時(shí)，Vout輸出低電平。根據(jù)輸出電平的高低便可知道哪個(gè)電壓大。圖2.9(a) 電壓比較器圖2.9(b、c、d) 比較器輸入輸出波形圖如果把VA輸入到反相端，VB輸入到同相端，VA及VB的電壓變化仍然如圖2.9(b)所示，則Vout輸出如圖2(d)所示。與圖2.9(c)比較，其輸出電平倒了一下。輸出電平變化與VA、VB的輸入端有關(guān)。 如果輸入電壓VA與某一個(gè)固定不變的

17、電壓VB相比較，此VB稱為參考電壓、基準(zhǔn)電壓或閾值電壓。如果這參考電壓是0V(地電平)，如圖2.10(b)所示，它一般用作過零檢測(cè)。圖2.10零電壓的比較器2.4.2比較器的工作原理比較器是由運(yùn)算放大器發(fā)展而來的，比較器電路可以看作是運(yùn)算放大器的一種應(yīng)用電路。由于比較器電路應(yīng)用較為廣泛，所以開發(fā)出了專門的比較器集成電路。圖2.11由運(yùn)算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓VA經(jīng)分壓器R2、R3分壓后接在同相端，VB通過輸入電阻R1接在反相端，RF為反饋電阻，若不考慮輸入失調(diào)電壓，則其輸出電壓Vout與VA、VB及4個(gè)電阻的關(guān)系式為 （2.6）若 則 （2.7）RF/R1為放大器的增益。當(dāng)R1=

18、R2=0(相當(dāng)于R1、R2短路)，R3=RF=(相當(dāng)于R3、RF開路)時(shí)，Vout=。增益成為無窮大，其電路圖就形成圖2.9(a)的樣子，差分放大器處于開環(huán)狀態(tài)，它就是比較器電路。實(shí)際上，運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)時(shí)，其增益并非無窮大，而Vout輸出是飽和電壓，它小于正負(fù)電源電壓，也不可能是無窮大。圖2.11 差分放大器電路從圖2.11中可以看出，比較器電路就是一個(gè)運(yùn)算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電路。同相放大器電路如圖2.12所示。如果圖2.12中RF=，R1=0時(shí)，它就變成與圖2.9(a)一樣的比較器電路了。圖2.12中的Vin相當(dāng)于圖2.9(a)中的VA。圖2.12 同相放大器電路2.5 積

19、分電路 基本原理 雙積分電路基本電路如圖2.13所示，運(yùn)放A1、R、C用來組成積分器，C常取0.22F的聚丙運(yùn)放烯電容，R1常取500k左右，A2作為比較器。電路先對(duì)未知的模擬輸入電壓U1進(jìn)行固定時(shí)間T1的積分，然后轉(zhuǎn)為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓U0進(jìn)行反向積分，直到積分輸出返回起始值，反向積分時(shí)間為T0。如圖2.14所示，輸入電壓U1越大，則反向積分時(shí)間越長。整個(gè)采樣期間，積分電容C上的充電電荷等于放電電荷，因而有 （2.8）即 （2.9）由于U0及T1均為常數(shù)，因而反向積分時(shí)間T0與輸入模擬電壓U1成正比，此期問單片機(jī)的內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值與信號(hào)電壓的大小成正比，此計(jì)數(shù)值就是U1所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。圖2.13 雙

20、積分轉(zhuǎn)換電路T1T0T0圖2.14 雙積分轉(zhuǎn)換波形圖2.5.2 轉(zhuǎn)換過程為了給積分電路提供積分零點(diǎn)，在系統(tǒng)上電階段，積分電路先接通0電平，待比較器輸出為低電平時(shí)，再對(duì)積分電路進(jìn)行一段時(shí)間的放電，以使得積分電容零電荷。因此雙積分電路的工作過程分為三個(gè)階段。 (1)清零階段：當(dāng)比較器輸出低電平時(shí)，積分電容上聚集了大量電荷，必須對(duì)其放電為后續(xù)積分提供精確的零起始點(diǎn)。即對(duì)電壓值0進(jìn)行定值積分。(2)積分階段:對(duì)模擬輸入電壓Uin進(jìn)行固定時(shí)間積分，積分時(shí)長T1，此階段積分器的輸出電壓 （2.10）(3)比較階段：對(duì)模擬輸入電壓進(jìn)行定時(shí)積分后，再對(duì)基準(zhǔn)電壓U1進(jìn)行反向積分直到比較器的輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，此階段設(shè)

21、積分時(shí)長為T0，由比較器原理則有以下關(guān)系式: （2.11）由此可得 （2.12）其中T1、U1均為常數(shù)，T0通過單片機(jī)定時(shí)器可求得。2.6 應(yīng)用電路 綜上可以畫出自動(dòng)量程切換接口電路，積分電路，電壓比較電路如圖2.15所示。自動(dòng)量程切換接口電路中考慮到量程擋位因素，我們將欠量程識(shí)別電路的基準(zhǔn)電壓值取0.18V。其思路是初始時(shí),由單片機(jī)設(shè)置CD4051（1）模擬開關(guān)CBA為最高擋，此時(shí)測(cè)量電壓信號(hào)Ui通過分壓電路后輸出為原來0.0001倍。直接對(duì)其由OP07組成的電路放大10倍后送入量程識(shí)別電路進(jìn)行判斷，當(dāng)電壓比較器輸出電平為1時(shí)，量程合適，反之輸出為0時(shí)，則為欠量程，由單片機(jī)輸出量程控制信號(hào)使

22、量程降一擋并再進(jìn)行比較直至量程合適；同時(shí)輸出電平給 CD4051（2）的INH 腳，控制它的有效性，當(dāng)電平為0時(shí)，模擬開關(guān)有效進(jìn)而使電壓進(jìn)入積分電路和電壓比較電路，通過單片機(jī)定時(shí)器完成數(shù)據(jù)采集，再經(jīng)過單片機(jī)計(jì)算得出所測(cè)電壓。雙積分轉(zhuǎn)換電路中，單片機(jī)P1.0、P1.1、P1.2作為輸出端口，控制其地址選擇端A、B、C選擇不同的通道輸入到積分器A3，Uin為積分器的輸入電壓，U0為基準(zhǔn)電壓，為使雙積分轉(zhuǎn)換結(jié)果具有更高的精度，基準(zhǔn)電路應(yīng)該提供精確的電壓，建議使用精度為1%的精密電阻，單片機(jī)使用89S52，其內(nèi)部定時(shí)器T0為積分電路提供精確的時(shí)間定時(shí)，定時(shí)器T1用來記錄反向積分時(shí)間，INT0用來檢測(cè)比

23、較器電平變化。所需測(cè)量的模擬輸入信號(hào)和零點(diǎn)參考電壓以及基準(zhǔn)電壓接到多路選擇開關(guān)的輸入端，通過單片機(jī)中的程序控制，輪流選擇接入各路輸入信號(hào)，通過積分電路分別和固定電壓進(jìn)行定時(shí)或定值積分。積分電路的輸出信號(hào)作為比較器的輸入信號(hào)與比較電壓進(jìn)行比較，當(dāng)比較器輸出翻轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，CPU定時(shí)器停止，從而獲得零點(diǎn)參考電壓的定時(shí)值，對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算后，完成電壓轉(zhuǎn)換。圖2.15 應(yīng)用電路2.7 顯示過程2.7.1 單片機(jī) AT89S52 簡(jiǎn)介 單片機(jī)采用MCS-51系列單片機(jī)。ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公

24、司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片F(xiàn)lash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52主要性能包括：1）與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；2）8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器；3）1000次擦寫周期；4）全靜態(tài)操作：0Hz33Hz；5）三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；6）32個(gè)可編程I/O口線；7）三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；8）八個(gè)中斷源；9）全雙工UART串行通道；10）低功耗空閑和掉電模式；11）掉電后中斷可喚醒；

25、12） 看門狗定時(shí)器；13）雙數(shù)據(jù)指針；14）掉電標(biāo)識(shí)符。 單片機(jī)最小系統(tǒng)及LED 顯示電路單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路如2.17示、復(fù)位開關(guān)電路如2.18示和電源部分。本系統(tǒng)采用的是12MH晶振；復(fù)位電路在單片機(jī)中是很重要的，它可以完成單片機(jī)的初始化。也可以在死機(jī)狀態(tài)下重啟單片機(jī)。它的基本原理是在時(shí)鐘電路開始工作后，在單片機(jī)的RST引腳施加24個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便可以復(fù)位。在復(fù)位期間，單片機(jī)的ALE引腳和/PSEN引腳均輸出高電平。當(dāng)RST引腳從高電平跳變?yōu)榈碗娖胶髥纹瑱C(jī)便從0000H單元開始執(zhí)行程序。 在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用即可手動(dòng)復(fù)位，又可以上電復(fù)位的

26、電路，這樣即是人工復(fù)位單片機(jī)系統(tǒng)。上電部分的原理也是RC電路的充放電效應(yīng)。除了系統(tǒng)上電的時(shí)候可以給RST引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)外，當(dāng)按下按鍵開關(guān)的時(shí)候,VCC通過一個(gè)電阻連接到RST引腳,給RST一個(gè)高電平；按鍵松開的時(shí)候，RST 引腳恢復(fù)為低電平,復(fù)位完成。 數(shù)碼管的顯示有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方式，但是由于靜態(tài)顯示在顯示位數(shù)較多， 就需要占用更多的并行口,為簡(jiǎn)化電路，故本文采用動(dòng)態(tài)顯示方式。根據(jù)設(shè)計(jì)精度要求LED采用4位共陰級(jí)數(shù)碼，利用單片機(jī)的I/O口驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的亮滅，設(shè)計(jì)中由P0口驅(qū)動(dòng)LED的段碼顯示，即顯示字符，由P2的 P2.1,P2.1，P2.2來輸出控制信號(hào)使對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管位有效顯

27、示如2.19所示。圖2.17 晶體振蕩電路 圖2.18復(fù)位電路 圖2.19顯示電路3 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)采用 C 語言編程，運(yùn)用模塊化程序設(shè)計(jì)思想，對(duì)不同功能模塊的程序進(jìn)行分別編程，以便移植或調(diào)用，這樣使軟件層次結(jié)構(gòu)清晰，有利于軟件的調(diào)試修改。 3.1 積分式數(shù)字電壓表系統(tǒng)軟件流程 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器T0、T1分別控制對(duì)基準(zhǔn)電壓和模擬電壓的定時(shí)積分；P10、P11、P12控制多路選擇開關(guān)的通道，P1.3用來控制是否進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，P1.4口用來控制量程信號(hào)，P0、P2口用來控制數(shù)碼管顯示，且單片機(jī)以查詢方式檢測(cè)比較器的輸出電平。3.2 單片機(jī)主程序流程圖主程序開始后，先進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)初始化，設(shè)置定時(shí)器

28、 T0 工作模式，T1 工作在方式1定時(shí)，置位總中斷允許。 初始化后，程序進(jìn)入主循環(huán)。首先是進(jìn)行電壓比較電路比較信號(hào)的查詢以此 選擇合適的量程擋位，接著，啟動(dòng)定時(shí)器 T0、T1 工作進(jìn)行電壓比較和計(jì) 算，得到電壓值后經(jīng) BCD 碼轉(zhuǎn)換后先送顯示緩沖區(qū)再顯示。圖3.1 主程序流程圖3.3 定時(shí)器 T0、TI 中斷服務(wù)程序 本課題以在 200ms 內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分，設(shè)定時(shí)器 T0 工作在方式 1， 初值為 TH0=0，TL0=0，定時(shí)器 T1 工作在方式 1 定時(shí)模式定時(shí) 50ms 則需進(jìn)行 4 次即可。初值 TH1=（65536-50000）/256=0X3C，TL0=（65536-50000）

29、%256=0XB0。 其中斷服務(wù)程序如下所顯示。中斷服務(wù)T0/T1計(jì)數(shù)器加1返回圖3.2定時(shí)器T0/T1中斷3.4 電壓值計(jì)算子程序電壓計(jì)算程序積分時(shí)間計(jì)算t1、t2計(jì)算電壓返回首先計(jì)算積分時(shí)間t0，它由計(jì)數(shù)值T0count，以及T0中的TH0、TL0來確定如下t0=T0count*65536+TH0*256+TL0；再計(jì)算電壓U=U0*t0/t1;其中U0為基準(zhǔn)電壓，t1=4*15536為一定值。 圖3.3 電壓計(jì)算子程序3.5 顯示程序?qū)﹄妷褐禂?shù)據(jù)進(jìn)行 BCD 碼轉(zhuǎn)換并送顯示緩沖區(qū)，查表字型碼并點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的 量程信號(hào)下的小數(shù)點(diǎn)。程序流程圖如圖所示。顯示程序量程信號(hào)初始化緩沖區(qū)BCD碼轉(zhuǎn)換點(diǎn)亮

30、對(duì)應(yīng)小數(shù)點(diǎn)查字型碼表輸出顯示圖3.4 顯示子程序總 結(jié) 我本次的設(shè)計(jì)題目是積分式數(shù)字電壓表，是一個(gè)基于單片機(jī)的電壓測(cè)量系統(tǒng)，在系統(tǒng)中提出了直流測(cè)量以及自切換功能的實(shí)現(xiàn)的思路。在設(shè)計(jì)的過程中我遇到了很多新的問題，通過請(qǐng)教老師和自己的學(xué)習(xí)，我不但解決了問題還學(xué)到了很多的知識(shí)，真是受益非淺。同時(shí)，這也是一次能力鍛煉的好機(jī)會(huì)，在設(shè)計(jì)過程中當(dāng)遇到問題的時(shí)候，我總是會(huì)想盡一切辦法來解決。其中，用的最多的就是查找有關(guān)質(zhì)料了，在這個(gè)過程中我覺的自己的解決問題的能力得到了極大的提高。 由于本人的實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足以及水平有限，系統(tǒng)中可能存在一些缺陷，但是其硬件電路的設(shè)計(jì)思想還是符合實(shí)際電路設(shè)計(jì)要求?？傊?，這次畢業(yè)

31、設(shè)計(jì)令我終生難忘，它鍛煉了我，也提高了我。它進(jìn)一步溫習(xí)和鞏固在大學(xué)四年里所學(xué)的知識(shí)，對(duì)將在社會(huì)工作崗位上能為祖國、為社會(huì)做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)，都有極其重要的價(jià)值.參 考 文 獻(xiàn)1 潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用（笫二版）.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20062 田立，田清，代方震.51單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)快速入門.北京：人民郵電出版社，20073 張靖武，周靈彬.單片機(jī)系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計(jì)與仿真.北京：電子工業(yè)出片版式社，20074 康華光，陳大欽，張林.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（笫五版）.北京：高等教育出版社，20055 閻石.當(dāng)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（笫五版）.北京：高等教育出版社，2005 6蘇文平編

32、著.電子電路應(yīng)用實(shí)例精選M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.3 7沙占友等編.模擬與數(shù)字萬用表檢測(cè)及應(yīng)用技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，2000.5 8汪玉鳳，赫飛，劉雨剛，孫秀芬.LM331應(yīng)用在A/D轉(zhuǎn)換中的體會(huì)J.電子器件，2004.9， 27（3）：453455 9何希才編著.常用電子電路應(yīng)用365例M.北京：電子工業(yè)出版社，2006.9 10高美珍.555時(shí)基芯片及其在A/D轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用J.電子工程師，2005.6，31（6）：38 40 11張鄂亮，林紅，肖廣潤，周惠領(lǐng).微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用M.第二版.湖北：華中科技大 學(xué)出版社，2005.1 12孫安青編著.AT89S51單

33、片機(jī)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教程EB/OL. 13 嚴(yán)頌莊. 基于LabVIEW的頻率測(cè)量虛擬儀器系統(tǒng)的研究與應(yīng)用D.湖南大學(xué) , 2003 . 14 王彥濤. 基于專家系統(tǒng)的熱牽伸輥溫度控制的研究D.天津工業(yè)大學(xué) , 2000 . 15 趙玲. 無溫度傳感器實(shí)現(xiàn)熱牽伸輥控制及其上位微機(jī)管理系統(tǒng)D.天津工業(yè)大學(xué) 2000 . 16杜虎林.數(shù)字萬用表實(shí)用測(cè)量技法與故障檢修M.北京：人民郵電出版社，2003.2 17趙亮，侯國銳.單片機(jī)C語言編程與實(shí)例M.北京：人民郵電出版社，2004.1 18張大明.單片機(jī)控制實(shí)訓(xùn)知道及綜合應(yīng)用實(shí)例M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007.3 19姜文波，何立偉.常用雙積分A/D轉(zhuǎn)換

34、器自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換接口電路J.儀表技術(shù)，2007（6） 20包本鋼.基于ICL7107器件的量程自切換數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)J.中國儀器儀表，2007（2）: 3135 附錄 程序#include #include #define uchar unsigned char; uchar code dispbit=0x0FE,0x0FD,0x0FB,0x0F7;uchar code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,;uchar dispbuf4=0,0,0,0;uchar T0count;uchar timecount;s

35、bit flag=P32;unsigned long t0,t1,U0;float V;uchar i,j,k,l,m;sbit S3=P10; /Asbit S2=P11; /Bsbit S1=P12; /Csbit PD=P14;sbit ST=P13;sbit DP=P27; /定義小數(shù)點(diǎn)/宏定義不同的開關(guān)狀態(tài)#define V10_ON S1=1;S2=1;S3=0; #define V0_ON S1=0;S2=0;S3=0; /0v#define V750_ON S1=0;S2=0;S3=1; /750V#define V200_ON S1=0;S2=1;S3=0; /200V #d

36、efine V20_ON S1=0;S2=1;S3=1; /20V#define V2_ON S1=1;S2=0;S3=0; /2V#define V02_ON S1=1;S2=0;S3=1; /200mv/定時(shí)器T0中斷函數(shù)/void time0(void) interrupt 1 using 1 TL0=0;TH0=0;T0count+;/計(jì)數(shù)值加1/定時(shí)器T1中斷函數(shù)/ void time1(void) interrupt 3 using 1 TH1=(65536-50000)/256;/重裝初值TL1=(65536-50000)%256;timecount+; /T1中斷溢出加1/電壓

37、數(shù)據(jù)處理/ void datahandle() t0=T0count*65536+TH0*256+TL0;t1=4*15536;V=U0*t0*10000/t1;/延時(shí)函數(shù)/void delay() for(m=0;m=2;m+); for(j=0;j=100;j+); /顯示函數(shù)/ void disp() for(i=0;i4;i+)/顯示初始化“0” dispbufi=0; i=0; while(V) dispbufi=(int)V%10; V=V/10; i+; dispbufi=V; timecount=0; T0count=0; for(k=0;k4;k+) P0=dispcodedispbufk; P2=dispbitk; if(l=4)&(k=3)/點(diǎn)亮DP3P0=P0|0x80; else if(l=3)&(k=2) P0=P0|0x80;/點(diǎn)亮DP2else if(l=2)&(k=1) P0=P0|0x80;/點(diǎn)亮