交直流信号的测量

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1、济南大学毕业设计专业技能实训报告题目(宋体三号，居中)学院(全称，宋体三号，居中)专业(全称，宋体三号，居中)班级(宋体三号，居中)学生(宋体三号，居中)学号(宋体三号，居中)指导教师(宋体三号，居中)二〇一年月日(宋体三号，居中)-2-济南大学实训报告--20--济南大学实训报告摘要实验内容及要求21.1实验内容21.2、实验要求3二、主要元器件简介32.2、继电器的工作原理和特性………………………………………………..4--20--济南大学实训报告2.3、继电器主要产品技术参数4三、测量原理及电路设计53.1、数字式直流电压测量原理53.2、直流大电压信号的测量63.3、直流小电压信号的

2、测量63.5、译码部分的调试73.6、单片机与译码部分整体调试83.7、整机调试8四、交流信号单片机软件设计五、实验心得体会9参考文献：10附录一11--20--济南大学实训报告摘要日常生活及学习中，我们一般需要之间测量交流信号，测量交流信号的方法有很多，而在应用单片机的测量中，我们常常用来测量直流电压，现在将介绍一种基于msp430单片机实现的交流电压和直流电压的测量方法。系统的构成主要分硬件设计和软件设计两块来介绍。一、实验的内容、要求1.1实验内容交流信号：０.1V-10V，频率范围：１Ｈｚ-１ＭＨｚ，直流信号：０-１０Ｖ，测量精度：１％；1.2、实验要求（1）设计方案中能用软件实现的

3、尽量用软件实现，这样可以减少成本，也减少了硬件的一些干扰。（2）本实验采用STC12C5A32AD单片机，由实验室提供了该单片机的最小系统，线路板，在该线路板上扩展了部分功能，多余的I/O口也扩展出来。二、主要元器件简介2.1、STC12C5A32AD芯片简介这是宏晶的mcs-51兼容单片机，最大频率可以达到35HMz，最大速度可以达到35MIPS。这种单片机有32kBFlash，其中部分可以作为EEPROM使用；有1280BytesRAM，其中256Bytes是基本RAM，其他是扩展RAM，需要采用外部RAM方式访问；有2路10位ADC，可以简化外部硬件；多组PWM输出，可以免除外部DAC

4、；有上电复位电路和看门狗，可以大大降低最简系统成本和体积；有多种封装，可以便于选用。最大的优势是，STC采用mcs-51构架，拥有极大的软件优势和极多的用户群，使得这个产品的出货量很大，能够保证供货和较低成本。三、测量原理及电路设计3.1、数字式直流电压测量原理--20--济南大学实训报告数字式直流电压表的组成结构图如下图所示：图二、数字直流电压表结构图直流电压经过输入电路变换为合适的电压后，用A/D转换器将模拟电压变换成数字量，再由电子计数器对数字计数得到测量结果，逻辑控制电路控制电路的协调工作，在时钟的作用下顺序完成整个测量过程。这次设计采用多的是STC12C5A32AD系列带A/D转换

5、的单片机，电压输入型A/D，可做温度检测，电池电压检测，按键扫描，频谱检测等。10位A/D转换结果计算公式如下：（ADC_DATA[7:0],ADC_LOW[1:0]=1024*Vin/Vcc.图三、电压测量原理框图--20--济南大学实训报告3.2、直流大电压信号的测量在AD采样前面加一级分压电路即分压器，可以扩展直流电压测量的量程。如下图所示：U0位电压表的量程，r位其内阻，r1，r2位分压电阻U0为扩展后的量程。3.3、直流小电压信号的测量图四、直流小信号放大电路对于直流小信号（20Mv-200Mv）的测量，需要设计信号放大电路将信号适当的放大再进行AD采样。3.4、多量程分压器原理-

6、-20--济南大学实训报告采用这种分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在小量程档明显降低了电压表的输入阻抗，着在实际使用中是所部希望的，所以，实际数字万用表的直流电压档为下图所示:他能在不降低输入阻抗的情况下达到相同的分压效果。3.5、译码部分的调试图7,74HC595结构图图7,74HC595结构图--20--济南大学实训报告译码部分主要是检验74HC595片选和译码是否正常。我们选用了检测数码管以及74HC595是否完好的程序进行下载并检测，这样不仅可以检测这两部分是否完好，而且还可以检测电路板及单片机是否完好。我们通过给单片机下载检测程序，结果在数码管上显示的数字与我们预期的结果又很大

7、的出入，经过我们一番检查也没找出原因之所在，最后我们问王老师才知道原来是我们的74HC595芯片给焊接错了，由于我焊接时出心大导致把74HC595的两根管脚短焊了，这才没有达到预期的效果，经过后来的一番改进，终于实现了检测功能。3.6、单片机与译码部分整体调试上面是对译码部分单独进行了调试，而74HC595和数码管的工作是要在单片机的控制下工作的，所以我们做了这样一步测试。我为单片机编写了在数码管上动态点亮数