基于单片机的数字电压表设计开题报告

1. 研究目的与意义

传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候也非常不方便，很容易出错，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，显示出强大的生命力。数字电压表(Digital Voltmeter) 简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成离散的数字形式并加以显示的仪表。

本课题基于上述考虑，要求选用合适的主控芯片及相关配件，设计一个基于单片机的数字电压表，结合液晶显示模块、模数转换模块、稳压模块进行日常生活中电压的高精度测量。通过设计，进一步巩固单片机的基本知识，掌握传感器数据采集的实现方法。为今后作相关设计打下基础。

2. 课题关键问题和重难点

本文将研究一种基于单片机的数字电压表设计，该系统由单片机、液晶显示模块、adc0809模数转换模块、测压模块、按键模块等五部分构成。在此设计系统中，以单片机为控制核心，adc0809把采集到的测量电压模拟信号转换为相应的数字信号并传送到数据处理模块。数据处理则由主控芯片单片机来完成，其负责把adc0809传送来的数字信号结果经过一定的处理传输到lcd1602液晶屏上进行显示，另外,它还控制着adc0809芯片工作。该系统的数字电压表电路简洁明了，所涉及的元件较少、成本低，测量精度和可靠性较高。

课题难点:

（1）ad转换电路与液晶显示电路的设计。

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着现代技术的不断发展,智能数字仪表的使用覆盖了自动化仪表、电气测量、工业测量等诸多领域。智能数字仪表的迅猛发展,使它成为实现测量自动化、提高效率不可缺少的仪器。使用智能数字仪表不仅可以提高测量精度，也可提高电气测量技术的自动化程度^[2]。

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^[3。^]这种电子测量仪表的出现，一方面是由于电子计算机的应用逐渐推广到系统的自动控制实验研究的领域，提出了将各种被观察量或被控制量转换成数字的要求，即为了实时控制及数据处理的需要;另一方面，也是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的进步，为数字化仪表的出现提供了条件^[5]。

数字电压表最初是伺服步进电子管比较式，其优点是准确度比较高，但是采样速度慢，重量达几十公斤，体积大。继之出现了斜波式电压表，它的速度方面稍有提高,但是准确度低，稳定性差，再后来出现了比较式仪表改进逐次渐近式结构，它不仅保持了比较式准确度高的优点，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺点是抗干扰能力差，很容易受到外界各种因素的影响。随后，在斜波式的基础上双引伸出阶梯波式，它的唯一的进步是成本降低了，可是准确宽，速以及抗干扰能力都未能提高。而现在,数字电压表的发展已经是非常的成熟，从原理上讲，它从原来的一，二种发展到现在的几十种，在功能上讲，则从测单一参数发展到能测多种参数;从制作元件来看，发展到了集成电路，准确度已经有了很大的提高，精度高达 1nv;读数每秒几万次，而相对以前，它的价格也有了降低了很多^[7]。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。

4. 研究方案

设计方案：

根据任务和实际要求，该总体方案主要有单片机芯片、液晶显示模块、adc模数转换模块、电压测量模块、按键模块等五部分构成。系统构成框图4-1所示。

5. 工作计划

第1周（2.20-2.24） 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料

第2周（2.27-3.3） 阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；

第3周（3.6-3.10） 确定传感器、无线传输电路，参阅有关资料，分析调理电路工作原理；