自动换挡数字电压表的设计开题报告

1. 研究目的与意义

目的：此次毕业设计主要是配合《模拟电子技术》，《数字电子技术》和《单片机开发技术》理论课程而设置的实践性设计，起到巩固所学的知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。

意义：数字电压表（digitalvoltmeter）简称dvm，它采用的是数字化测量技术把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后再通过显示器件显示，由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速度快等特点而倍受青睐，数字式电压表就是基于这种需求而发展起来的.。

数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。

2. 国内外研究现状分析

数字电压表作为电压表的一个分支，在近五十年间得到巨大发展，构成数字电压表的核心器件已从早期的中小规模电路跨入到大规模ASIC(专用集成电路)阶段。数字电压表涉及的范围也从传统的测量扩展至自动控制、传感、通信等领域，展示了广阔的应用前景。

传统电压表的设计思路主要分为：用电流计和电阻构成的电压表；用中小规模集成电路构成的电压表；用大规模ASIC(专用集成电路)构成的电压表。这几中电压表设计方式各有优势和缺点，分别适用于几种特定的应用环境，同时，也为很多新颖的电压表的设计所借鉴和依据。

近入21世纪，随着信息技术一日千里的发展，电压表也必经历从单一测量向数据处理、自动控制等多功能过度的这一历程，特别是计算机技术的发展必将出现智能化技术。因此，把电压表和计算机技术相结合的智能化电压表就将成为21世纪的新课题。目前，数字化仪器与微处理器取得令人瞩目的进展，就其技术背景而言，一个内藏微处理器的仪表意味着计算机技术向仪器仪表的移植，它所具有的软件功能使仪器呈现出有某种延伸，强化的作用。这相对于过去传统的、纯硬件的仪器来说是一种新的突破，其发展潜力十分巨大，这已为70年代以来仪表发展的历史所证实。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：采用单片机设计一数字电压表，能自动切换挡程的数字电压表，可以测量0~20v的电压，并且有0~0.2v、0~2v、0~20v三个挡程可供选择，当待测电压值发生变化之后，电压表可以根据输入电压的情况自动选择合适的挡程进行测量，并把测量结果显示出来。

本设计从各个角度分析了由单片机组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及其原理，并且分析了程序如何驱动单片机进而使系统运行的方法。

本设计主要分为两部分：硬件电路及程序设计，而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、a/d转换电路、led显示电路、语音电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍。

4. 研究创新点

这次设计的具有自动选档功能的数字电压表，利用stc89c52单片机，tcl1549ad转换器等芯片，由不同功能的多组电路支持构成，通过设计软件程序，充分利用单片机资源，实现了电压表的自动选档功能。在电压表系统中，硬件电路设计和软件程序的设计中都采用分模块设计，这种设计方法能清晰的显示好的出电路的功能与结构，为设计的过程和以后的调试维修提供了很大的空间。特别是在软件的设计中，这种方法提高了程序的可移植性，为以后的功能扩展提供了空间。

用新技术、新工艺，由lsi和vlsi构成的新型数字仪表及高档智能仪器的大量问世，标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。新型数字仪表的发展主要有四个方向：

(1)广泛采用新技术，不断开发新产品(2)向模块化发展新一代数字仪表正朝着标准模块化的方向发展。预计在不久的将来，许多数字仪表将由标准化、通用化、系列化的模块所构成，给电路设计和安装调试、维修带来极大方便。(3)多重显示仪表为彻底解决数字仪表不便于观察连续变化量的技术难题，数字/模拟条图双显示仪表已成为国际流行款式，它兼有数字仪表准确度高、模拟式仪表便于观察被测量的变化过程及变化趋势的两大优点。模拟条图大致分成三类：①液晶（lcd）条图，呈断续的条状，这种显示器的分辨力高、微功耗，体积小，低压驱动，适于电池供电的小型化仪表。②等离子体（pdp）光柱显示器，其优点是自身发光，亮度高，显示清晰，观察距离远，分辨力较高，缺点是驱动电压高，耗电较大。③led光柱，它是又多只发光二极管排列而成。这种显示器的亮度高，成本低，但象素尺寸较大，功耗高，驱动电路复杂。(4)制作简单化。