【精品】论文：开题报告

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1、岗任洌人天本科生毕业设计开题报告题目高精度数字电流表专业电子信息工程班级电子091班姓名王旭特指导教师连卷所在学院信息科技学院开题时间2012年12月—、选题的背景与意义随看微电子技术的迅速发展和超人规模集成电路的出现，特别是单片机的岀现，正引起测量、控制仪表领域新的技术革命。采用单片机作为测量仪器的主控制器，这种以单片机为主体的新型智能仪表将计算机与测量控制技术结合在一起，在测最工程白动化，测最结果所举处理以及功能的多样化方面取得了巨大的进步山O基于单片机的智能综合仪表是基于智能化、数字化、网络化、新一代智能仪表的设计理念，采用智能调理、灵巧总线、工业网络

2、、液晶显示、电子储存技术、综合指示仪表、调节仪表、计算仪表与记录仪表功能。具有高测量控制梢度、工可靠性稳定性的特点。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题（-）研究的基本内容利用单片机对整个系统进行总体控制，采用数字化测最技术，把连续的模拟最（肓流输入电流）转化成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电流表功能单一,梢度低，不能满足数字化吋代的需求采用单片机的数字电流表，粹度高、抗T扰能力强，可扩展性强、集成方便。本次设计要具体冃标是设计出一个基于单片机的利用A/D转换技术把电压量从数码管中显示出來的高精度数字电流表⑵。研究的主要内容如下：1.熟

3、悉单片机的最小系统和基本应用。2.理解数字电流表的基本原理。3.理解AD芯片的基木工作原理。4.设计硬件电路,用PROTEL画出电气原理图和PCB图。5.编写软件程序，实现数字电流表的慕本功能。6.完成相关的功能测试。（二）主要技术问题以单片机和AD转换为核心，16位A/D转换器，理论上测量连续信号的数字电流表理论设计精度可达到16位，显示精度达到0.0001,设计分为硬件电路和软件编程两部分。硬件方面：电源供电模块，单片机模块，AD转换模块，电流显示模块。软件方血:通过程序编写将采集的数据进行分析同时结合单片机的处理正确得出所测电流，主要部分有：AD部分，

4、显示部分。三、研究的方法与技术路线（―）电流表设计方案方案一：实用数字电路实现，采用译码芯片CD4543作为借口芯片，本方案可实现功能但是稳定性不高电路复杂，灵活性不高，效率低，对各路信号处理比较闲难⑶。方案二：采用单片机作为系统的控制单元，通过A/D转换将被测值转换为数字量送入单片机中再冇单片机来送显，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统便件简洁化,各类功能易于实现，能很好地满足题目⑷。由于方案二各类功能易于实现，成本低功耗低显示稳定，所以选择单片机为核心的数字电流表最为合适。（-）电流表系统整体结构系统主要由电源模块，单片机系统,A/D转换模块和

5、显示模块四大部件组成。整体系统结构如下图1所示:输入信号显A/D模块—►单片机系统f盂块图1系统整体框图（三）各个模块的设计方案和实现1、电源模块的选择和设计电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，英特点是可为专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、微处理器、存储器、现场可编程门阵列（FPGA）及其他数字或模拟负载提供供电⑸o方案一：采用LM117作为可调稳压电源模块的核心，LM117能够服务于多种场合，适合用来做输出稳压器，同样可以完成设计内容，也可以满足设计题口的婆求。方案二:用LM2940为核心，包括了电源的稳压电路、扩流电路和芯

6、片保护电路等。该电源可以在1A负载电流下正常工作，电源电路具有稳定性好、带负载能力强和功能完善等优点适用于NTM机箱、核电了仪器、以及其它稳定性要求较高的电了仪器。⑹但是用LM117的话，输出的电流则会不易控制，虽然题目没有对功率方面的要求，但是这样完成的设计在实际生活中显得不适用。所以用LM2940为核心的电源模块。LM电路图如U2LM2940VIV0C147nFC222nF图•电源驱动图2、放大模块的选择和设计放大器的作用是增加信号幅度或功率的装置,它是口动化技术工具中处理信号的重耍元件。放人器的放人作用是用输入信号控制能源来实现的，放人所盂功耗由能源提

7、供。方案一：采用MAX4106放人器模块，MAX4016是低成木、高速、单电源供电的、轨对轨的输出双运算放人器，可采用3.3-10V的供电模式也可以采用。方案二：采用LTC1049放大器模块，LTC1049型具有内电容低功耗斩波稳定运算放大器从饱和条件下的过载恢复时间为6ms,斩波放大器使用外部电容，显着改善⑺。由于LTC1049的低功耗和稳定性，价格方面符合设计要求，参数方面基木符合设计所盂要的范围,所以选择LTC1049较为合适。LTC1049的电路图如下图:图二放大器LTC1049电路图3、滤波模块的选择和设计滤波是将信号屮特定波段频率滤除的操作，是抑

8、制和防止干扰的一项重要措施。是根据观察某一随机过程的