《基于單片機的簡易數(shù)字電壓表的設(shè)計》7900字（論文）

基于單片機的簡易數(shù)字電壓表的設(shè)計內(nèi)容摘要：在我們生產(chǎn)中會用到數(shù)字電壓表，而且也被用來在電路設(shè)計中測量電壓，以前的電壓表是電磁式的電壓表，采用指針式來讀數(shù)，讀數(shù)可能不準(zhǔn)，而且是模擬式的，電壓表的靈敏度也較低。為了能夠更好地適應(yīng)現(xiàn)在快速發(fā)展的電力電子市場和快速發(fā)展的電子行業(yè)，我們需要采用讀數(shù)更為準(zhǔn)確的數(shù)字式電壓表，這種電壓表利用液晶顯示的方式來顯示讀數(shù)，可以提高讀數(shù)的準(zhǔn)確性，極大地減少了外在因素的影響。這種數(shù)字式電壓表是把輸入的直流電壓模擬量，通過單片機內(nèi)部自帶的ADC轉(zhuǎn)換成為數(shù)字式的電壓值來輸出。數(shù)字電壓表的出現(xiàn)極大地方便了人們的生活和工作，取代了以前的電磁式電壓表，標(biāo)志著電壓測量的新的里程碑。本次設(shè)計是利用Keil5進行編寫C語言程序，利用Proteus8搭建電路原理圖，來實現(xiàn)數(shù)字電壓表對于電壓的測量，并且研究其測量的準(zhǔn)確性和精度，電路里面使用STM32系列單片機，數(shù)模轉(zhuǎn)換用內(nèi)部自帶ADC，用LM016L顯示電壓值，而且采用了低壓差穩(wěn)壓器LM1117DT-3.3來供電，通過軟件方式轉(zhuǎn)換量程。關(guān)鍵詞：數(shù)字電壓表、STM32F103R6、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電壓測量目錄第1章緒論 緒論研究背景和意義在電路電壓測量中，為了提高工作效率，人們發(fā)明出來數(shù)字電壓表，并且逐漸采用數(shù)字電壓表來測量電壓值，近些年以來，數(shù)字電壓表不斷發(fā)展，人們越來越想要提高其測量的精度，伴隨著高精度數(shù)模變換器的出現(xiàn)，我們能夠制造出的數(shù)字電壓表精度更高，其種類越多，功能也越多，用途更廣，性能也越來越強大。他們對電壓測量的效率提高了，同時也提高了測量的精度ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Bapat</Author><Year>2015</Year><RecNum>2</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>2</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650100425">2</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>V.M.Bapat</author></authors></contributors><titles><title>DigitalVoltmeters</title><secondary-title>IETEJournalofResearch</secondary-title></titles><periodical><full-title>IETEJournalofResearch</full-title></periodical><volume>16</volume><number>11</number><dates><year>2015</year></dates><isbn>0377-2063</isbn><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[1]。數(shù)字電壓表的強大，是因為其使用了很多高科技零件，這些高科技產(chǎn)品還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域，例如溫度計，體重計，濕度計等，幾乎覆蓋了我們生活的各行各業(yè)，從而提高工作人員的工作效率。在電路的實驗中，我們要測量一些數(shù)據(jù)，電壓，頻率，電流等，而且需要多次測量。所以我們需要提高工作效率，就要有更好的測量儀表，就有了數(shù)字電壓表，其優(yōu)點是精度高，讀數(shù)準(zhǔn)確等，故許多人都很喜歡使用。采用單片機設(shè)計數(shù)字電壓表，數(shù)字量和模擬量之間利用AD轉(zhuǎn)換方式實現(xiàn)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>朱志珍</Author><Year>2020</Year><RecNum>119</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[2,3]</style></DisplayText><record><rec-number>119</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">119</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>朱志珍</author><author>王哲</author></authors></contributors><auth-address>武漢工程大學(xué)光電信息與能源工程學(xué)院;</auth-address><titles><title>基于AT89C51單片機的精密數(shù)字電壓表設(shè)計</title><secondary-title>長春師范大學(xué)學(xué)報</secondary-title></titles><periodical><full-title>長春師范大學(xué)學(xué)報</full-title></periodical><pages>64-67</pages><volume>39</volume><number>02</number><keywords><keyword>電壓表</keyword><keyword>單片機</keyword><keyword>A/D轉(zhuǎn)換</keyword><keyword>液晶顯示</keyword></keywords><dates><year>2020</year></dates><isbn>2095-7602</isbn><call-num>22-1409/G4</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite><Cite><Year>2019</Year><RecNum>1</RecNum><record><rec-number>1</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650100425">1</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors></contributors><titles><title>Singleboardcomputerisidealforindustrialautomation,IoT,AIandmultimediaapplications</title><secondary-title>Telecomworldwire</secondary-title></titles><periodical><full-title>Telecomworldwire</full-title></periodical><dates><year>2019</year></dates><isbn>1363--9900</isbn><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[2,3]。單片機簡介單片機（microcontroller），是一種集成式電路芯片，他將一個計算機系統(tǒng)所必需的系統(tǒng)，以最小化，最簡單的形式，通過電路焊接，集成到一個芯片上，構(gòu)成一個系統(tǒng)，我們把他叫做最小系統(tǒng)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Casciati</Author><Year>2015</Year><RecNum>3</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[4]</style></DisplayText><record><rec-number>3</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650100425">3</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>FCasciati</author><author>SCasciati</author><author>Z-C.Chen</author><author>LFaravelli</author><author>MVece</author></authors></contributors><auth-address>DICAR,UniversityofPavia,ViaFerrata3,27100Pavia,Italy;;DICAr,SchoolofArchitecture,UniversityofCataniaatSiracusa,P.zaFedericodiSvevia,96100Siracusa,Italy;;InstituteofMicro/NanoDevicesandSolarCell,CollegeofPhysicsandInformationEngineering,FuzhouUniversity,QiShanCampus,Fuzhou350108,China</auth-address><titles><title>Collectingdatafromasensornetworkinasingle-boardcomputer</title><secondary-title>JournalofPhysics:ConferenceSeries</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofPhysics:ConferenceSeries</full-title></periodical><volume>628</volume><number>1</number><dates><year>2015</year></dates><isbn>1742-6596</isbn><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[4]，但功能卻很強大。他又叫單片微控制器，通過集成，把各種輸入量數(shù)據(jù)集中到芯片中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的快捷。他的體積小，價格便宜，功能全面，我們能認識和學(xué)習(xí)單片機，是我們學(xué)習(xí)計算機基礎(chǔ)知識和單片機原理的最好的選擇。單片機的組成及其作用如下：（1）中央處理器CPU，進行算數(shù)和邏輯運算；（2）只讀存儲器ROM，用來存放程序數(shù)據(jù)；（3）隨機存取存儲器RAM，用來寄存可以隨時讀寫的數(shù)據(jù)；（4）多個I/O口，進行信息輸入與輸出；（5）中斷系統(tǒng)，用來中斷程序；（6）時鐘電路，提供時鐘。單片機的使用已經(jīng)非常廣泛了，在通訊設(shè)備，家用電器，航天技術(shù)等領(lǐng)域都體現(xiàn)了其強大的活力。從上世紀(jì)90年代以來，單片機開始發(fā)展，用在很多領(lǐng)域，仍在不斷進步ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[4,5]。現(xiàn)在，人們發(fā)展電力電子和單片機，并且將兩者聯(lián)系起來進行開發(fā)和應(yīng)用，在電力電子產(chǎn)品領(lǐng)域中，由于大量使用單片機，使得電子技術(shù)得到空前的發(fā)展和進步，讓我們的生活更加便捷ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>周惠文</Author><Year>2021</Year><RecNum>112</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[6]</style></DisplayText><record><rec-number>112</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">112</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>周惠文</author></authors></contributors><auth-address>常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校;</auth-address><titles><title>單片機技術(shù)在智能化電子產(chǎn)品中的運用策略</title><secondary-title>信息記錄材料</secondary-title></titles><periodical><full-title>信息記錄材料</full-title></periodical><pages>137-138</pages><volume>22</volume><number>12</number><keywords><keyword>單片機技術(shù)</keyword><keyword>智能化電子產(chǎn)品</keyword><keyword>運用策略</keyword></keywords><dates><year>2021</year></dates><isbn>1009-5624</isbn><call-num>13-1295/TQ</call-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.16009/13-1295/tq.2021.12.036</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[6]。他作為計算機領(lǐng)域的一個分支，為電子技術(shù)行業(yè)開辟了廣闊的前景。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀數(shù)字電壓表（DigitalVoltmeter），出現(xiàn)在上世紀(jì)50年代，創(chuàng)新之處在于他的測量方式，他利用數(shù)模轉(zhuǎn)換，把輸入的連續(xù)的直流電壓，變?yōu)閿嗬m(xù)的數(shù)字量，然后利用液晶顯示屏顯示出來ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>劉景武</Author><Year>1964</Year><RecNum>128</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[7]</style></DisplayText><record><rec-number>128</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">128</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>劉景武</author></authors></contributors><titles><title>幾種數(shù)字儀表的技術(shù)特性</title><secondary-title>國外電工儀表</secondary-title></titles><periodical><full-title>國外電工儀表</full-title></periodical><pages>49-51</pages><number>06</number><keywords><keyword>伏特表</keyword><keyword>電壓表</keyword><keyword>數(shù)字儀表</keyword><keyword>技術(shù)特性</keyword></keywords><dates><year>1964</year></dates><isbn>1001-1390</isbn><call-num>23-1202/TH</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[7]。一方面，這個儀器的出現(xiàn)，離不開現(xiàn)代實驗對于電壓測量速度和精確度要求的提高。因為在我們現(xiàn)在的許多實驗中，我們需要及時并且準(zhǔn)確的得到測量的電壓值，這就需要電壓測量儀器采用更加先進的技術(shù)來實現(xiàn)。另一方面，由于在電力電子技術(shù)中廣泛使用電壓測量，使電力電子進步，進而帶動了電壓測量技術(shù)的提高，進而向著智能化儀表發(fā)展ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>周惠文</Author><Year>2021</Year><RecNum>112</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[6]</style></DisplayText><record><rec-number>112</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">112</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>周惠文</author></authors></contributors><auth-address>常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校;</auth-address><titles><title>單片機技術(shù)在智能化電子產(chǎn)品中的運用策略</title><secondary-title>信息記錄材料</secondary-title></titles><periodical><full-title>信息記錄材料</full-title></periodical><pages>137-138</pages><volume>22</volume><number>12</number><keywords><keyword>單片機技術(shù)</keyword><keyword>智能化電子產(chǎn)品</keyword><keyword>運用策略</keyword></keywords><dates><year>2021</year></dates><isbn>1009-5624</isbn><call-num>13-1295/TQ</call-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.16009/13-1295/tq.2021.12.036</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[6]。國內(nèi)研究現(xiàn)狀通過查閱資料文獻，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)對于電壓表的描述，主要是以仿真的形式來研究的。文獻[2]研究并設(shè)計了以單片機為主體的，用來測量電壓的簡易電壓表，主要介紹了電路的硬件部分。文獻[7]介紹了國外的一些數(shù)字電壓表，這些電壓表都具有代表性，并且列出了電壓表的各種參數(shù)。同時，有關(guān)于仿真軟件和單片機的介紹，文獻[18]通過電路設(shè)計，介紹了Proteus軟件，以及如何仿真實驗，能讓我們更熟練地使用Proteus。文獻[19]講了STM32單片機，介紹了他功能與使用原理，幫助我們詳細了解該系列單片機。文獻[23]分析了單片機的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，有助于我們理解數(shù)模轉(zhuǎn)換的原理。國外研究現(xiàn)狀同時，也查閱了一些外文文獻，國外的研究會具體到某一個模塊上。文獻[1]講述了數(shù)字電壓表的用途，并且對各種數(shù)字電壓表作了簡要介紹。文獻[4]介紹了單片機在數(shù)據(jù)收集方面的強大之處。文獻[13]介紹了一種非接觸式的電壓測量儀表,同樣也是利用STM32來實現(xiàn)的,他里面的放大電壓的電路,電源電路,以及報警電路等,對我們設(shè)計單片機電路有很大幫助。文獻[17]里面提到了20至400HZ的商用電壓表的數(shù)模轉(zhuǎn)換的性能,并且進行了相關(guān)實驗。還查閱了一些關(guān)于單片機原理介紹的文獻，其中，文獻[22]中講到單片機可以對信號進行控制,可以讓我們了解單片機的內(nèi)部工作原理。文獻[26]對直流數(shù)字電壓表的測量精度進行了實驗分析,得出測量誤差在允許范圍之內(nèi)。研究現(xiàn)狀小結(jié)現(xiàn)如今，數(shù)字電壓表的設(shè)計和開發(fā)，已經(jīng)經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展和演變，擁有了多種類型和功能，而傳統(tǒng)的電壓表因為他們的缺點被逐漸替代，例如要對遠程的電壓進行測量，這就需要數(shù)字式電壓表來完成，基于單片機的數(shù)字電壓表可以很好地完成這個任務(wù)，利用遠程信號采集裝置對電壓值進行采集并且輸入到系統(tǒng)中，然后在內(nèi)部進行數(shù)據(jù)處理，最后輸出測得的數(shù)字量電壓值，極大地方便了人們的工作。這些都是傳統(tǒng)的那些電壓表無法比較的，因此數(shù)字式電壓表的研究與開發(fā)具有良好的前景。發(fā)展趨勢現(xiàn)在，數(shù)字化的電壓表已經(jīng)有很多，由于傳統(tǒng)的電壓表利用指針來指向讀數(shù)，依靠人眼來判斷讀數(shù)，可能會由于人為因素，從而造成讀數(shù)產(chǎn)出較大誤差，而且其功能單一，只能測量固定的電壓值，所以逐漸被淘汰。而數(shù)字式電壓表由于測量精確度高，讀數(shù)準(zhǔn)確，外界對其影響小，所以被用在電力電子等領(lǐng)域，前景廣闊ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>劉景武</Author><Year>1964</Year><RecNum>128</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[7]</style></DisplayText><record><rec-number>128</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">128</key></foreign-keys><ref-typename="Jour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<title>DesignandSimulationofDigitalVoltmeterBasedonSingleChipComputer</title></titles><pages>549-553</pages><keywords><keyword>Digitalvoltmeter</keyword><keyword>Singlechipcomputer</keyword><keyword>MCU</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><pub-location>中國重慶</pub-location><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[10]。本次設(shè)計的主要研究內(nèi)容如下：（1）了解STM32單片機的基本概念和原理，熟悉其工作原理和各個I/O口的功能。（2）熟悉數(shù)字電壓表的體系結(jié)構(gòu)、了解工作原理，熟練使用Proteus軟件。（3）掌握數(shù)字電壓表的各項主要性能指標(biāo)。本次設(shè)計的具體目標(biāo)如下：（1）分為三檔量程：0～0.5V，0.5～1V，1～3VADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>齊祥明</Author><Year>2019</Year><RecNum>120</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[11]</style></DisplayText><record><rec-number>120</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">120</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>齊祥明</author></authors></contributors><auth-address>安慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院;</auth-address><titles><title>基于單片機的量程轉(zhuǎn)換數(shù)字電壓表設(shè)計</title><secondary-title>廊坊師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)</secondary-title></titles><periodical><full-title>廊坊師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)</full-title></periodical><pages>38-41</pages><volume>19</volume><number>04</number><keywords><keyword>單片機</keyword><keyword>量程轉(zhuǎn)換</keyword><keyword>ADC0831</keyword><keyword>數(shù)字電壓表</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><isbn>1674-3229</isbn><call-num>13-1391/N</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[11]；（2）數(shù)字電壓表測量的最小分辨率為1mV；（3）可以根據(jù)輸入的電壓值大小來自動選擇量程；（4）采用字符液晶LM016L顯示。系統(tǒng)整體設(shè)計設(shè)計的總體方案本設(shè)計選用STM32F103R6單片機來進行實驗，內(nèi)部有12位的ADC模塊，可以將輸入的電壓進行數(shù)字化，進而輸出ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[12,13]。利用LM016L顯示轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，時鐘電路提供時鐘和周期，復(fù)位電路用來進行初始化，量程轉(zhuǎn)換可以利用軟件方式實現(xiàn)，由于該單片機加壓不能大于3.3V，因此需要有報警電路，當(dāng)電壓超過3.3V時，可以通過報警電路中的蜂鳴器發(fā)出聲音來進行提示。結(jié)構(gòu)如REF_Ref101087512\h圖2.1所示。圖STYLEREF1\s2.SEQ圖\*ARABIC\s11結(jié)構(gòu)圖設(shè)計原理分析STM32F103R6單片機簡介STM32F103R6單片機，內(nèi)核用Cortex-M3，性能較高，是以72MHz頻率工作的，還有高速嵌入式儲存器，以及具有各種功能的I/O口。供電選2至3.6V電源，工作范圍是-40至+85℃溫度之間，擴展后溫度可達+105℃，所以允許在低功耗運行ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>李輝</Author><Year>2018</Year><RecNum>122</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[5]</style></DisplayText><record><rec-number>122</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">122</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>李輝</author></authors></contributors><auth-address>陜西烽火實業(yè)有限公司;</auth-address><titles><title>STM32單片機的原理分析與硬件電路設(shè)計</title><secondary-title>電子測試</secondary-title></titles><periodical><full-title>電子測試</full-title></periodical><pages>31+26</pages><number>14</number><keywords><keyword>STM32</keyword><keyword>原理</keyword><keyword>硬件電路</keyword><keyword>設(shè)計</keyword></keywords><dates><year>2018</year></dates><isbn>1000-8519</isbn><call-num>11-3927/TN</call-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.16520/ki.1000-8519.2018.14.011</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[5]。該單片機中還有PWM定時器，ADC轉(zhuǎn)換器，定時器，多種I/O口。STM32系列單片機具有許多良好的特性，使得他可以應(yīng)用在生產(chǎn)和生活的方方面面，在電力電子和工業(yè)中可以利用他來制作逆變器，在PLC中可以用來進行中樞控制，還可以使用在各種電子設(shè)備中，例如掃描儀器，打印機，對講機等儀器中ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[14,15]。LM016L顯示器簡介在日常生活中，液晶顯示存在于電子產(chǎn)品中，例如電壓表，液晶手表，計算器等?？梢燥@示出來多種內(nèi)容，包括數(shù)字，單位，符號等，便于人們直觀和準(zhǔn)確的讀取所需的內(nèi)容和數(shù)據(jù)。輸出所需的元器件主要包括數(shù)碼顯示管，發(fā)光二極管和液晶顯示器等。在單片機實驗中，液晶顯示的好處有：（1）顯示質(zhì)量好，數(shù)碼顯示器會隨著時間一直刷新顯示亮點，而液晶顯示器則不會，在接收到單片機的指令后就持續(xù)顯示不變，因此，方便讀數(shù)。（2）液晶顯示器重量輕，便于操作人員進行移動測量。（3）采用數(shù)字式接口，簡化了接口引腳之間的連接，方便連接時的操作，而且也更加可靠。（4）系統(tǒng)整體功耗較低，相對于LED數(shù)碼顯示器，功耗主要在內(nèi)部，所以比其他的耗電量要少。LM016L模塊有自己的指令集，可對字符操作，功能十分強大。有兩種傳輸方式，分別是8位和4位并行?？刂破魇荋D44780，組成與功能如下：（1）指令寄存器IR，用來存放指令；（2）數(shù)據(jù)寄存器MDR，用來保存運算結(jié)果；（3）字符發(fā)生器ROM和RAM，用來顯示字符；（4）顯示數(shù)據(jù)RAM，完成數(shù)據(jù)的顯示ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>張苗</Author><Year>2020</Year><RecNum>41</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[8]</style></DisplayText><record><rec-number>41</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101562">41</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>張苗</author></authors></contributors><auth-address>冠捷顯示科技(武漢)有限公司;</auth-address><titles><title>液晶顯示原理研究及顯示缺陷分析</title><secondary-title>電子世界</secondary-title></titles><periodical><full-title>電子世界</full-title></periodical><pages>83-84</pages><number>07</number><keywords><keyword>液晶顯示</keyword><keyword>液晶顯示器</keyword><keyword>缺陷分析</keyword></keywords><dates><year>2020</year></dates><isbn>1003-0522</isbn><call-num>11-2086/TN</call-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.19353/ki.dzsj.2020.07.048</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[8]。LM016L各引腳功能如REF_Ref101087558\h表21所示：表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s11LM016L液晶顯示模塊各引腳功能ADC轉(zhuǎn)換芯片簡介在STM32系列單片機芯片中，有兩個12位的ADCADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>崔海朋</Author><Year>2020</Year><RecNum>21</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[16]</style></DisplayText><record><rec-number>21</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101560">21</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>崔海朋</author></authors></contributors><auth-address>青島杰瑞工控技術(shù)有限公司;</auth-address><titles><title>基于STM32和AD5791的高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計</title><secondary-title>電子產(chǎn)品世界</secondary-title></titles><periodical><full-title>電子產(chǎn)品世界</full-title></periodical><pages>39-42</pages><volume>27</volume><number>06</number><keywords><keyword>數(shù)模轉(zhuǎn)換器</keyword><keyword>STM32</keyword><keyword>AD5791</keyword></keywords><dates><year>2020</year></dates><isbn>1005-5517</isbn><call-num>11-3374/TN</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[16]。通過對輸入量自動掃描，并進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，內(nèi)部的附加邏輯功能可以使輸入量保持。ADC中有一個控制器DMA，他具有看門狗的功能，可以允許特定的，或者全部通道，對電壓進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，當(dāng)電壓超出閾值時，會中止轉(zhuǎn)換ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Espel</Author><Year>2009</Year><RecNum>4</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[17]</style></DisplayText><record><rec-number>4</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650100425">4</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>PatrickEspel</author><author>AndréPoletaeff</author><author>AlexandreBounouh</author></authors></contributors><titles><title>Characterizationofanalogue-to-digitalconvertersofacommercialdigitalvoltmeterinthe20Hzto400Hzfrequencyrange</title><secondary-title>Metrologia</secondary-title></titles><periodical><full-title>Metrologia</full-title></periodical><volume>46</volume><number>5</number><dates><year>2009</year></dates><isbn>0026-1394</isbn><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[17]。硬件設(shè)計系統(tǒng)整體組成本系統(tǒng)是利用單片機，來設(shè)計的數(shù)字電壓表，用到STM32單片機，內(nèi)部自帶時鐘電路，外部有復(fù)位電路等共同組成ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>孫萬麟</Author><Year>2016</Year><RecNum>11</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[18]</style></DisplayText><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650100425">11</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>孫萬麟</author></authors></contributors><auth-address>昌吉學(xué)院物理系;</auth-address><titles><title>基于Proteus的單片機通信電路設(shè)計</title><secondary-title>實驗室研究與探索</secondary-title></titles><periodical><full-title>實驗室研究與探索</full-title></periodical><pages>135-138</pages><volume>35</volume><number>10</number><keywords><keyword>Proteus</keyword><keyword>單片機</keyword><keyword>全雙工通信電路</keyword><keyword>仿真圖表</keyword></keywords><dates><year>2016</year></dates><isbn>1006-7167</isbn><call-num>31-1707/T</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[18]，其中，STM32單片機內(nèi)部自帶有12位的A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，可以實現(xiàn)輸入量的處理，然后經(jīng)過主控芯片的處理，最后以數(shù)字量的形式輸出給顯示模塊，以實現(xiàn)對電壓的測量ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王曉彥</Author><Year>2020</Year><RecNum>115</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[19,20]</style></DisplayText><record><rec-number>115</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">115</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王曉彥</author></authors></contributors><auth-address>忻州職業(yè)技術(shù)學(xué)院;</auth-address><titles><title>STM32單片機原理及硬件電路設(shè)計</title><secondary-title>南方農(nóng)機</secondary-title></titles><periodical><full-title>南方農(nóng)機</full-title></periodical><pages>163-164</pages><volume>51</volume><number>14</number><keywords><keyword>STM32單片機</keyword><keyword>原理</keyword><keyword>硬件電路設(shè)計</keyword></keywords><dates><year>2020</year></dates><isbn>1672-3872</isbn><call-num>36-1239/TH</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite><Cite><Author>吳順柳</Author><Year>2021</Year><RecNum>113</RecNum><record><rec-number>113</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101896">113</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>吳順柳</author></authors></contributors><auth-address>玉林師范學(xué)院;</auth-address><titles><title>基于單片機的高精度數(shù)字電壓表的設(shè)計</title><secondary-title>電子制作</secondary-title></titles><periodical><full-title>電子制作</full-title></periodical><pages>87-89+69</pages><number>21</number><keywords><keyword>數(shù)字電壓表</keyword><keyword>LCD1602</keyword><keyword>AD0832</keyword></keywords><dates><year>2021</year></dates><isbn>1006-5059</isbn><call-num>11-3571/TN</call-num><urls></urls><electronic-resource-num>10.16589/11-3571/tn.2021.21.025</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[19,20]。主控芯片主控電路用STM32F103R6芯片，芯片如REF_Ref101087574\h圖3.1所示。其中NRST引腳是復(fù)位引腳，可以對電路進行初始化操作。VBAT引腳和BOOT0引腳相連的目的是給RTC選擇啟動模式。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s11主控芯片電路圖電源電路該系統(tǒng)是利用LM1117系列低壓差穩(wěn)壓器供電，在800mA的負載電流下工作時，可以產(chǎn)生1.2V的壓差，通過外接一系列電容器實現(xiàn)3.3V的恒壓輸入，該低壓差穩(wěn)壓器還提供有限制電流和熱關(guān)斷的能力，保證系統(tǒng)處于正常工作范圍之內(nèi)，其內(nèi)部還自帶一個調(diào)節(jié)器，保證輸出的電壓誤差在1%以內(nèi)。LM1117DT-3.3連接如REF_Ref101087588\h圖3.2所示。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s12供電圖復(fù)位電路單片機的復(fù)位，是用復(fù)位引腳NRST來完成的，其有高電平和低電平兩種狀態(tài)。當(dāng)處于高電平時，正常工作；當(dāng)處于低電平時，電路初始化。NRST引腳外接電容和電阻，如REF_Ref101087608\h圖3.3所示。實驗開始時通電，電容兩端電壓為零，是低電平，單片機進行復(fù)位。當(dāng)電壓達到3.3V時，電容開始充電，充電的持續(xù)時間要有兩個機器周期，才能復(fù)位。根據(jù)RC電路的充電方程，一般選擇0.1uF的電容和10KΩ的電阻，可以滿足要求。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s13復(fù)位電路圖晶振電路STM32系列單片機中有以下兩組晶振：（1）提供主時鐘，為8MHz，；（2）給RTC提供時鐘，為32.768KHz，。兩種時鐘電路：（1）內(nèi)部時鐘，隨溫度變化較大，且準(zhǔn)確度低。（2）外部時鐘，是在外面連接晶振，讓內(nèi)部的振蕩器自激振蕩，發(fā)出時鐘信號。為了使輸出量更加穩(wěn)定，可以在晶振兩側(cè)加電容。我們采用內(nèi)部時鐘來實現(xiàn)時鐘信號的測量與控制。LM016L顯示電路數(shù)字量的顯示用LM016L液晶顯示電路，可以使得讀數(shù)更為精確，不僅可以顯示測量的電壓值，還可以顯示使用的擋位，電路如REF_Ref101087637\h圖3.4所示。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s14LM016L電路報警電路當(dāng)電壓過大時，報警電路可進行提示，該模塊利用單片機的看門狗特性，當(dāng)輸入電壓大于3.3V時，會進行報警提示。電路由PA5引腳控制，連接一個三極管TIP32ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>魏秀芳</Author><Year>1999</Year><RecNum>31</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[21]</style></DisplayText><record><rec-number>31</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650101560">31</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>魏秀芳</author><author>張國恒</author></authors></contributors><auth-address>蘭州師范高等?？茖W(xué)校物理系!甘肅蘭州730070,西北民族學(xué)院物理系!甘肅蘭州730000</auth-address><titles><title>PNP型三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程及電流放大原理</title><secondary-title>甘肅高師學(xué)報</secondary-title></titles><periodical><full-title>甘肅高師學(xué)報</full-title></periodical><pages>13-15</pages><number>02</number><keywords><keyword>PNP型三極管</keyword><keyword>載流子</keyword><keyword>電流放大</keyword></keywords><dates><year>1999</year></dates><call-num>62-1139/G4</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[21]和蜂鳴器，如REF_Ref101087652\h圖3.5所示。在通電時，PA5引腳應(yīng)為低電平，并且設(shè)置電壓閾值，目的是為了防止蜂鳴器誤發(fā)聲，當(dāng)測量電壓大于3.3V時，PA5引腳輸出高電平，啟動蜂鳴器，發(fā)出聲音，進行報警提示。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s15報警電路軟件設(shè)計系統(tǒng)主程序系統(tǒng)先初始換，然后從主程序中調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換測量子程序，對輸入量進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，接下來調(diào)用顯示子程序，對處理好的數(shù)據(jù)進行數(shù)字量的顯示，然后持續(xù)反復(fù)調(diào)用這兩個子程序，直到中斷實驗ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Yue</Author><Year>2019</Year><RecNum>6</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[22]</style></DisplayText><record><rec-number>6</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="wtdevs25rs0w9ue5edwpzf0pwax0v5f0z5r9"timestamp="1650100425">6</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>JiaxinYue<