交直流数字电压表频率计的调试

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1、智能数字电压表设计报告电气XX班XXXXX-24-智能数字电压表电气81靳康怡吴鑫目录一、摘要二、设计要求三、流程图四、仪器清单与硬件介绍五、软件及算法六、实际测量与调试报告七、结果及讨论-24-智能数字电压表电气81靳康怡吴鑫第一部分摘要不同于以往的磁电式指针电压表，数字电压表利用模拟-数字转换电路和单片机实现对输入信号的测量、转换、储存、显示，终端即可以接普通的数码管直接显示电压的数值，也可以接液晶屏实现频率、波形。由于单片机具有强大的编程和定制能力，因此具有开发灵活、对用户友好等特点，本文即描述了数字电压表的设计全过程。第二部分设计要求1．技术要求：1.输入信号：0～5V、频率（0～

2、1KHz）。2.存贮深度自定。3.用按键切换通道。4.在液晶上显示被测直流电压值及单位。5.在液晶上显示被测交流电压有效值及单位。6.在液晶上显示被测交流电压的频率。2．工作要求：1．组建基于单片机的智能数字电压表总体结构框图；2．根据设计要求，通过理论分析和计算选择电路参数；3．根据操作功能要求，确定键盘控制功能；4．按设计要求确定显示位数、指示类型和单位；5．采用汇编或C语言编写应用程序并调试通过；6．对系统进行测试和结果分析。-24-智能数字电压表电气81靳康怡吴鑫欢迎界面选择输入信号类型直流信号交流信号通道选择实时采样幅值显示开始采样处理数据显示有效值和频率复位第三部分流程图图1操

3、作流程-24-智能数字电压表电气81靳康怡吴鑫第四部分仪器清单及硬件介绍模块器件类型标号功能备注数据采集OP07CP运放U3反向比例器交流信号预处理OP07CP运放U4电压跟随器ADC08098通道CMOS模数转换器U10AD转换详见下文按键控制key*8微动开关KEY1-8获得按键状态　74HC245总线收发器U13通过开关高低电平控制总线详见下文排阻排阻10K*810K*8与通过P2微动开关异或　数值计算89C52单片机U9核心部件详见下文74HC573三态数据锁存器U8总线控制　6225632K静态RAMU7存贮数据　液晶显示12684LCD显示器LCD显示器　外围电路74LS138

4、译码器U12为RAM与LCD提供译码数据　74HC02集成4门或非U6　　74LS74双D正沿触发器U5、U11　　key微动开关RET重置按钮　11.0592晶振器CRYSTAL1　　1.仪器清单。表1器件清单2.硬件介绍如上述器件清单，本电路主要分为四个功能模块：数据采集、按键控制、数值计算与液晶显示。每部分具体设计情况详述如下：（1）数据采集数据采集又分为两个部分，首先是交流预处理电路，其次为AD转换器。由于ADC0809不支持负值电压输入，故必须在输入模拟信号之前对输入信号外加直流偏置。交流预处理电路如下：-24-智能数字电压表电气81靳康怡吴鑫图2交流预处理电路对于交流信号的采集

5、，使用如上的电路来将其变成直流。原理很简单，第一个运放为电压跟随器，将同向端的信号（可正可负）输入到第二个运放的反向端。第二个运放构成反向比例器，同向端电压被抬高到，则有，即，可知当输入-2.5～2.5V的交流电压时，端即获得0～5.0V的直流信号，与ADC0809的0通道相连，实现在交流信号上叠加2.5V的直流偏置。ADC0809：ADC0809是采用逐次逼近原理进行8位A/D转换的芯片。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8路模拟开关、8位A/D转换器、三态输出锁存器以及地址锁存译码器等组成。引脚功能说明如下

6、：图3ADC0809IN0~IN7：8个输入通道的模拟输入端。D0（2-8）~D7（2-1）：8位数字量输出端-24-智能数字电压表电气81靳康怡吴鑫START：启动信号，加上脉冲后，A/D转换开始进行。ALE：地址锁存信号。由低至高电平时，把三位地址信号送入通道号地址锁存器,并经译码器得到地址输出，以选择相应的模拟输入通道。EOC：转换结束信号，是芯片的输出信号。转换开始后，EOC信号变低；转换结束时，EOC返回高电平。该信号可以作为A/D转换器的状态信号来查询，也可以直接用作中断请求信号。OE：输出允许控制端信号。OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。CLK：时钟信

7、号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，通常使用频率为500KHz的时钟信号，最高允许值为640kHz。VREF+和VREF-：A/D转换器的参考电压。电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。当片选信号及同时有效，利用的下降沿使ALE及START信号变高电平有效，模拟开关的地址（ADDC、ADDB和ADDA）存入地址锁存。在的上升沿时刻，START信号产生下降沿启动A/D转换。