单片机数字电压表

扬州工业职业技术学院第1页共35页扬州工业职业技术学院2009—2010学年第二学期毕业设计课题名称：基于AT89S52单片机的数字电压表设计时间：2009.12—2010.3系部：电子信息工程系班级：0707应用电子姓名：范健指导教师：单丹扬州工业职业技术学院第2页共35页总目录第一部分任务书第二部分开题报告第三部分毕业设计正文扬州工业职业技术学院第3页共35页第一部分任务书扬州工业职业技术学院第4页共35页扬州工业职业技术学院毕业设计任务书系部电子信息工程系指导老师单丹职称助讲学生姓名范健班级0702应用电子学号0705120223设计题目基于AT89S52单片机的数字电压表设计内容目标和要求教研室审核系部审核扬州工业职业技术学院第5页共35页第二部分开题报告扬州工业职业技术学院第6页共35页扬州工业职业技术学院电子信息工程系10届毕毕业业设设计计（（论论文文））开开题题报报告告书书学生姓名范健专业应用电子技术班级0702应用电子学号0705120223题目基于AT89S52单片机的数字电压表指导教师单丹职称助讲学位硕士题目类别□工程设计□基础研究□应用研究□其它【课题的内容与要求】1.采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏2.，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信【前言】数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片A/D转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。扬州工业职业技术学院第7页共35页【方案的比较与评价】本文介绍一种基于89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。【预期的效果及指标】本电路是一种高精度、低功耗、宽量程、智能化的电压表。可扩展键盘、EEPROM、报警电路，实现电压异常记录、报警【进度安排】2009年9月15日-2009年9月30日选题、调研、收集资料2009年9月30日-2009年10月5日论证、开题2009年10月6日-2010年3月20日设计（写作初稿）2010年3月21日-2010年3月23日修改、定稿、打印、答辩扬州工业职业技术学院第8页共35页【参考文献】[1]徐爱钧.《智能化测量控制仪表原理与设计》（第二版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.[2]吴金戌，沈庆阳，郭庭吉.《8051单片机实践与应用》[M].北京：清华大学出版社，2002.[3]张国勋，《缩短ICL7135A/D采样程序时间的一种方法》［J］.《电子技术应用》，1993，第一期.[4]高峰，《单片微型计算机与接口技术》[M].北京：科学出版社，2003.[5]刘伟，赵俊逸，黄勇，《一种基予C8051F单片机的SOC型数据采录器的设计与实现》［A］.天津市计算机学会单片机分会编.《2003年全国单片机及嵌如入式系统学术年会论文集（下册）》[C].北京：北京航空航天大学出版社,2003.790-794[6]、MAX232.PDF【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等）□同意提交开题论证□修改后提交□不同意提交（请说明理由）指导教师签章：年月日【系部意见】□同意指导教师意见□不同意指导教师意见（请说明理由）□其它（请说明）队系（部）主任签章：年月日扬州工业职业技术学院第9页共35页第三部分毕业设计正文扬州工业职业技术学院第10页共35页基于AT89S52单片机的数字电压表范健0702应用电子[摘要]本文介绍一种基于89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，89S52的特点，ICL7135的功能和应用，LCD1601的功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。[关键词]电压测量，ICL7135，双积分A/D转换器，1601液晶模块英文题目（四号，宋体加粗，居中）Fanjian0702applicationofelectronicAbstract:Theintroductionofacost-based89S52MCUavoltagemeasurementcircuits,thecircuitsusedICL7135high-precision,dual-scoringA/Dconversioncircuits,measuringscopeDC0-2000volts,theuseofLCDthatcanbecarriedoutwithaPCserialcommunications.Thepaperfocusesonprovidingasoftwareandhardwaresystemcomponentscircuit,introduceddoubleintegralcircuittheory,89S52featuresICL7135functionsandapplications,LCD1601functionsandapplications.thecircuitdesigninnovative,powerful,canbeexpansionarystrong.Keywords:DigitalVoltmeterICL7135LCD160189S52扬州工业职业技术学院第11页共35页目录第一章前言...............................................................................................................121.1概述………………………………………………………………………….121.2系统原理及基本框图................................................................................................12第二章硬件设计.......................................................................................................132.1输入电路......................................................................................................................132.2A/D转换电路。。。。………………………………………………...………..132.2.1双积A/D转换器的工作原理…………………………….…………...142.2.27135的应用……………...…………………………………………...152.3单片机部分……...………………………………………………………….182.4液晶显示部分…………..…………………………………………………...192.4.11601使用说明……………………..…………………………………192.4.2液晶显示部分与89S52的接口…………………。………………….222.5通讯模块…………………………………………………………………….23第三章系统的软件设计……………………………………………………………243.1主程序设计……………………………….…………………………………243.2A/D中断程序设计……………...…………………………………………...253.3通讯模块程序设计………………………………………………………….12结论/小结/心得体会...................................................................................................32致谢.............................................................................................................................33参考文献.....................................................................................................................35扬州工业职业技术学院第12页共35页输入电路A/D转换89S52单片机LCD显示通讯模块第一章前言1.1概述数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片A/D转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。1.2系统原理及基本框图如图1.1所示，模拟电压经过档位切换到不同的分压电路衰减后，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D转换，然后送到单片机中进行数据处理。处理后的数据送到LCD中显示，同时通过串行通讯与上位机通信。图1.1系统基本方框图扬州工业职业技术学院第13页共35页第二章硬件设计2.1输入电路图2.1.1量程切换开关图2.1.2衰减输入电路扬州工业职业技术学院第14页共35页输入电路的作用是把不同量程的被测的电压规范到A/D转换器所要求的电压值。智能化数字电压表所采用的单片双积分型ADC芯片ICL7135，它要求输入电压0-±2V。本仪表设计是0-1000V电压，灵敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰减器，如图3.1.2所示9M、900K、90K、和10K电阻构成1/10、1/100、1/1000的衰减器。衰减输入电路可由开关来选择不同的衰减率，从而切换档位。为了能让CPU自动识别档位，还要有图3.1.1的硬件连接。2.2A/D转换电路A/D转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性能。本设计采用双积A/D转换器，它的性能比较稳定，转换精度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构简单，其缺点是工作速度较低。在对转换精度要求较高，而对转换速度要求不高的场合如电压测量有广泛的应用。2.2.1双积A/D转换器的工作原理图2.2.1.1双积A/D转换器如图所示：对输入模拟电压和基准电压进行两次积分，先对输入模拟电压进行积分，将其变换成与输入模拟电压成正比的时间间隔T1，再利用计数器测出此时间间隔，则计数器所计的数字量就正比于输入的模拟电压；接着对基准电压进行同样的处理。在常用的A/D转换芯片（如ADC-