数字电压表专业综合实践报告

时间：2022-11-18 20:10:38 实践报告我要投稿

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关于数字电压表专业综合实践报告

　　篇一：数字电压表实习报告

关于数字电压表专业综合实践报告

　　机械与电子信息学院

　　通信工程系

　　20xx年寒假实习报告

　　题目：

　　班序号：

　　摘要：本数字电压表可以对直流电源和交流电压进行比较准确的测量。其中直流部分的测量范围是0-20V，分为三个档位：0-0.2V，0.2V-2V，2V-20V。该直流电压表的测量电路主要由三个模块组成：模拟数据采集处理模块、A/D转换模块及译码显示控制模块。模拟数据的采集处理模块由模拟电路部分完成。A/D转换模块主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到AT89S51单片机进行数据处理。译码显示模块是单片机将译好的数据传送到由74LS244驱动的4位7段数码管进行显示。交流部分的测量范围是0-5V，测量的是交流电压的有效值。该交流电压表的测量电路由三个模块构成：AC-DC转换模块、电压补偿模块、直流电压表测试模块。其中AC-DC转换模块由AD637完成。电压补偿模块对AD637的非线性部分进行补偿，由LM324完成。直流电压表测试模块由直流部分完成。

　　关键字：AT89S51，数模转换，AC-DC转换，数码管显示

　　1. 系统方案的选择和论证

　　1.1数模转换模块

　　方案一：用分离元件完成数据采集AD转换的功能。该方案由于需要大量的元器件，实现起来比较复杂，而且精度不易控制。

　　方案二：选则集成芯片ADC0809。ADC0809的采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8个单断模拟输入信号中的一个进行A/D转换。由于本实验要求的测量误差是<=1%,显示精度是0.01V，本设计采用ADC0809就可以满足要求。ADC0809的分辨率是1/28，量化间隔为= 满量程输入电压/28-1，完成一次转换的时间是100us。适合此设计使用。方案三：采用其他采样频率位数更高的AD转换芯片，如积分型（如TLC7135）、压频变换型（如AD650）、调制型（如AD7705）、并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）。这些AD转换芯片各有各的特点。单本实验只需要采用常用的、性价比高的芯片就可以完成。

　　1.2模拟数据采集处理模块：

　　方案一：不加另外的模拟电路，直接让ADC0809采集输入的电压。对于此设计不可行。因为ADC0809只能对0-5V的模拟电压进行采样，而要求对0-20V的电压进行处理，故淘汰此设计。

　　方案二：用滑动变阻器对输入的电压进行分压，实现了对比较大的电压进行采样的目的。再对不同的分压厚的电压进行不同的处理放大，这样可以避免ADC0809对比较小的电压采样误差较大的弊端。所以分压与放大两部分电路结合成功完成数据采集处理模块。

　　1.3译码显示模块：

　　方案一：用CD4511进行译码，四位七段数码管进行显示。因为CD4511可将BCD，码转换为可以再数码管上显示的数字，则在单片机的程序中不需要写译码的程序。由于CD4511译码出的数据不能显示小数点，小数点的控制仍需在单片机程序中另外编写。

　　方案二：用单片机直接控制四位的七段数码管进行显示，在单片机的程序中完成译码。其中在单片机和数码管之间要加驱动芯片驱动。所以实现起来较为简单。

　　1.4 AC-DC转换模块

　　方案一：采用分立元件设计，经过整理滤波等措施，使交流电压变为直流电压。但是设计要求的是测量其有效值，所以电路实现起来较为复杂，而且精确度不高。方案二：采用AD637完成AC-DC转换，再配合LM324完成交流转其对应的直流有效值的功能，精度较高。

　　2．详细软件硬件设计

　　2.1硬件设计部分

　　整体设计流程图

　　2.1.1单片机最小系统

　　单片机的最小系统由AT89S51、6M晶振、两个20p电容、10K电阻、复位开关组成。如图1：

　　2.1.数模转换模块

　　该模块采用的主要芯片使ADC0809。首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。ALE信号常与START信号连在一起，这样连接可以在信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动A/D转换，图2为ADC0809信号的时序配合图）。

　　图2 ADC0809信号的时序配合

　　在本设计中，选通了IN-0通道（A、B、C都为0），IN-0作为模拟信号的输入，通过D0-D7数据输出口与单片机进行数据传输。由于ADC0809没有内部时钟，所以需要单片机提供时钟，ALE输出的是六分频的时钟（1M），再经过D触发器的设计实现二分频，最终是ADC0809的工作时钟为500KHz。工作的ADC0809与单片机的连接图如图3。

　　2.1.3模拟数据采集处理模块

　　此模块完成将0-0.2V，0.2V-2V，2V-20V的数据分开处理。配合单片机指令完成了使输入要测试的直流电压进行五分压后，对2V-20V的数据不作处理。对0.2V-2V的数据通过LM324进行十倍的放大，对0V-200MV的数据进行一百倍的放大。这样设计的目的是为了使传送给ADC0809的测试电压即在0-5V ADC0809所允许的电压范围之内，又对较小的电压进行了放大，加强其采样处理的准确性。U0为传送给ADC0809的接口。　

　示控制模块

　　将AT89S51的译码输出通过驱动芯片74LS244驱动四位七段数码管。74HC138进行片选实现动态扫描四位数码管的每一位。图5是其具体连接电路。

　　篇二：数字电压表设计报告

　　河北建筑工程学院

　　《电子技术》课程设计报告

　　题目：数字电压表设计

　　院系：电气工程系

　　专业：电控 112

　　姓名：刘茂珅

　　学号： 2011308216

　　指导老师：吕英丽

　　设计地点（单位）:河北建筑工程学院电气实验室

　　设计时间:2011年2月25日-2011年3月8日

　　一、课程设计的性质、目的 ........................................................................... 1

　　二、设计要求 ................................................................................................... 1

　　三、设计方案及原理 ....................................................................................... 2

　　四、方案比较及可行性分析 ........................................................................... 3

　　五、工作过程 ................................................................................................... 4

　　六、３１/２位数字电压表部件构成： ....................................................... 5

　　七、遇到的问题及解决方法 ......................................................................... 11

　　八、元器件清单 ............................................................................................. 12

　　九、心得体会 ................................................................................................. 12

　　参考文献 ......................................................................................................... 13

　　附电路图： ..................................................................................................... 13

　　数字电压表设计报告

　　一、课程设计的性质、目的：

　　课程设计主要目的，是通过电子技术的综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往的学习模电、数电内容，达到灵活应用的目的。在设计完成后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。

　　课程设计强调以能力培养为主，在独立完成设计任务同时注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面：

　　· 独立工作能力和创造力。

　　· 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。

　　· 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。

　　· 熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法；

　　· 工程绘图能力。

　　· 写技术报告和编制技术资料的能力。

　　二、设计要求

　　1、利用所学的知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计三个实现数字万用表的方案；只要求写出实验原理，画出原理功能框图，描述其功能。

　　2、其中对将要实验方案3 1/2数字电压表，需采用中、小规模集成电路、MC14433 A/D转换器等电路进行设计，写出已确定方案详细工作原理，计算出参数。

　　3、技术指标：

　　⑴、测量直流电压1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；

　　测量交流电压1999-199V。

　　⑵、交、直流电流；

　　⑶、电阻、电容；

　　⑷、三位半数字显示。

　　4.画出整机原理图以及整机接线图。

　　5.组装并调试设计电路，自行排除故障。

　　6.总结设计、试验。

　　三、设计方案及原理

　　方案一、基于MC14433的数字电压表

　　方案一基于MC14433的数字电压表

　　方案一：该方案大致分为五个模块，分别为基准电压模块；A/D转换模块；字形译码驱动模块；显示电路模块；字位驱动模块。由上图可以清楚地看出，交流电流经过AC/DC转换成直流，经过电阻分压集稳压放大后进入双积分转换器MC14433测量，再通过CD4511译码器经过A/D转换器位选电路送到LED显示，完成电压测试。方案二、由ICL7107构成的3 1/2位数字电压表

　　方案二ICL7107构成DVM原理图

　　原理：该系统采用ICL7107、四个共阴极LED数码管，ICL7107内部包括模拟电路（即双积分A/D转换器）、数字电路两大部分。输入电压经量程转换进入

　　ICL7107

　　进行A/D转换，直接在数码器上显示。ICL7107只有液晶笔段及背电极驱动，没有小数点驱动端。为显示小数点，需另加外围电路。

　　方案三、基于AT89C52的数字电压表

　　方案三：该方案采用12M晶振产生脉冲做AT89C52的内部时钟信号，通过软件设置单片机的内部定时器T0产生中断信号。利用中断设置单片机的P2.4口取反产生脉冲做AT89C52的时钟信号。单片机软件设置ADC0808开始A/D转换并将转换结果存到片内RAM。系统调出显示子程序，将保存结果转化为0.00－5.00V分别保存在片内RAM；系统调出显示子程序，将转化后数据查表，输出到LED显示电路，将相应电压显示出来，程序进入下一个循环。

　　四、方案比较及可行性分析：

　　方案一：选用A/D转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是工作速度低，优点是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。器件价格合适，采购方便，成本低，易实施。

　　方案二：选用专用电压转化芯片ICL7107实现电压的测量和控制。它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管。用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是精度比较低，且内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。

　　方案三：选用单片机AT89S52和A/D转换芯片ADC0809实现电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是价格稍贵；优点是转换精度高，且转换的过程和控制、显示部分可以控制。

　　篇三：数字电压表实训报告

　　数字电压表实训报告

　　一、实训目的

　　1、设计电路图，根据电路图焊接电路。

　　2、通过把设计好的程序利用软件将编译得到HEX格式文件加载到单片机芯片中，实现仿真电路，得到仿真

　　电路结果。

　　二、实训要求

　　1、选择课题，独立完成电路的焊接和程序的编写与调试工作。