数字电压表的开题报告

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。

4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种 通用数字表、专用数字仪表及各种非电子的数字化仪表(如：温度计、湿度计、重量计、 厚度仪等) ,几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。因此对数字电 压表做全面深入的了解是很有必要。 2 系统原理及基本框图 如图 1.1 所示，本课题是利用单片机系统与模数转换芯片、显示模块等的结合构建 数字电压表。由于单片机的发展已经成熟，利用单片机系统的软硬件结合，可以组装出许 多的应用电路来。其原理是模数(A/D)转换芯片的基准电压端、被测量电压输入端分别输 入基准电压和被测模拟电压经过档位切换到不同的分压电路衰减后的电压。模数(A/D)转 换芯片将被测量电压输入端所采集到的模拟电压信号转换成相应的数字信号，然后通过对 单片机系统进行软件编程，使单片机系统能按规定的时序来采集这些数字信号，通过一定 的算法转换被测量电压的值。最后单片机系统将转换好了的被测电压值按一定的时序送入 显示电路模块加以显示，同时通过串行通讯与上位机通信。

输入电路

A/D 转换 89S52 单片机

LCD 显示

图 1.1 系统基本方框图 3 89C52 系列单片机简介 AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引 脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上， 拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程 Flash, 使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、 超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash, 字节 RAM, 256 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级

中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外

,AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑 操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/ 计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结， 单 片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。19 XTAL1 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17

18

XTAL2

9

RST

29 30 31

PSEN ALE EA

1 2 3 4 5 6 7 8

P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C52 SRCFILE=+-1000.ASM

U1

图 1.2 4 双积 A/D 转换器的工作原理

8052 引脚图

图 1.3 双积 A/D 转换器 如图 1.3 所示： 对输入模拟电压和基准电压进行两次积分， 先对输入模拟电压进行积分， 将其变换成与输入模拟电压成正比的时间间隔 T1,再利用计数器测出此时间间隔，则计数 器所计的数字量就正比于输入的模拟电压； 接着对基准电压进行同样的处理。 在常用的 A/D 转换芯片(如 ADC -0809、ICL7135、ICL7109 等)中，ICL7135 与其余几种有所不同，它

是一种四位半的双积分 A/D 转换器，具有精度高(精度相当于 14 位二进制数) 、价格低廉、 抗干扰能力强等优点。这里采用单片机并行方式采集 ICL7135 的数据以实现单片机电压表 的设计方案。 5 液晶显示部分 显示接口用来显示系统的状态，命令或采集的电压数据。本系统显示部分用的是 LCD 液晶模块，采用一个 16×1 的字符型液晶显示模块， 点阵图形式液晶由 M 行×N 列个显 示单元组成， 假设 LCD 显示屏有 64 行， 每行有 128 列， 8 列对应 1 个字节的 8 个位， 每 即每行由 16 字节， 16×8=128 个点组成， 共 屏上 64×16 个显示单元和显示 RAM 区 1024 个字节相对应，每一字节的内容和屏上相应位置的亮暗对应。一个字符由 6×8 或 8×8 点阵组成， 即要找到和屏上某几个位置对应的显示 RAM 区的 8 个字节， 并且要使每个字节 的不同的位为‘1’ ,其它的为‘0’ ,为‘1’的点亮，为‘0’的点暗，这样一来就组成某 个字符。但对于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可让控制器工作 在文本方式，根据在 LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示 RAM 对应的地址，设 立光标，在此送上该字符对应的代码即可。 6 语音芯片介绍 语音电路采用 ISD1700 芯片，其最大特点是：采用了直接模拟量存贮技术 DAST,完 成语音的录入，存贮以及分段调出，而无需像其他语音电路那样，要经过 A/D、D/A 转换， 数字压缩和语音合成等复杂的数字量信息处理及

变换环节，因而可以较好地保留模拟量中 的有效成分减少失真，提高录放音质量。它使用方便，无需专用语音开发系统，有麦克风 录入存贮；可随意改写删除；有多种信息取址方式供用户选择；分段灵活、抗干扰能力强。 当 89S52 判断出某个数字时，只要把该数字对应的地址码送到单片机的 P1 口，产生一个中 断，于是该数字的语音便放了出来。 7 Proteus 仿真软件简介 Proteus 仿真软件不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器 件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到 单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。它 从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现 了从概念到产品的完整设计。 是目前将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三 合一的设计平台，其处理器模型支持 8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、

ARM、8086 和 MSP430 等，2010 年即将增加 Cortex 和 DSP 系列处理器，并持续增加其他系 列处理器模型。在编译方面，它也支持 IAR、Keil 和 MPLAB 等多种编译器。 Proteus 仿真软件具有的功能：原理布图；PCB 自动或人工布线；SPICE 电路仿真。

参考文献1. 王迎旭，单片机原理与应用，机械工业出版社 2. 周向红，51 系列单片机应用与实践教程，北京航空航天大学出版社 3. 楼然苗，51 系列单片机设计实例[M],北京航空航天大学出版社 4. 蔡朝洋，单片机控制实习与专题制作，北京 航空航天大学出版社 5. 陈光东，单片微型计算机原理及接口技术[M].华中科技大学出版社 6. 陈明荧，8051 单片机课程设计实训教材[M].清华大学出版社 7. 高峰，单片微型计算机原理和接口技术，第二版，北京：科学出版社 8. 赖麒文，8051 单片机 C 语言彻底应用，北京：科学出版社 9. 吴金戌， 沈庆阳， 郭庭吉. 《8051 单片机实践与应用》 [M].北京： 清华大学出版社， 2002. 10. 张国勋， 《缩短 ICL7135A/D 采样程序时间的一种方法》 [J]. 《电子技术应用》 ,1993, 第一期. 11. 刘伟， 赵俊逸， 黄勇， 一种基予 C8051F 单片机的 SOC 型数据采录器的设计与实现》 . 《 [A] 天津市计算机学会单片机分会编. 《2003 年全国单片机及嵌如入式系统学术年会论文 集(下册) 》[C] .北京：北京航空航天大学出版社,2003 .790-794

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

随着电子技术、大规模集成电路及计算机技术的发展，使人们不久即研制出微处理 器件数字电压表，实现了 DVM 数据处理自动化和可编程程序。因为带有存储器并使用软 件支持，所以可进行信息处理，可通过标准接口组成自动测量系统，能够自校、自检， 保证了自动测量的高准确度，实现了仪器仪表的智能化。当前，智能化仪表发展十分迅 速，而微处理式 DVM 在智能仪表中占有的比重最大。智能化的 DVM 为实现各种物理量的 动态测量提供了可能。

三、课题主要内容和要求1.实现电压测量范围：0V~ 1000V; 2.测量精度：0.1V。 3.采用液晶显示。 4.超出测量量程范围时，可语音提示报警。 5.利用相关软件绘制原理电路图和 PCB 板图； 6.对实验电路编写程序进行调试，保证各部分正常工作，保证电路板正常完成所规 定的任务。

四、研究方法、步骤和措施1.进一步的查阅相关资料，了解数字电压表的原理，确定数字电压表具体应用和实 施。 2.复习电路、模电、数电、单片机等相关

知识，为后面硬件部分的建模打好基础。 3.收集与毕业设计研究方向相关的外文资料，并将其翻译成中文。 4.对收集来的相关资料进行整理，融入自己的理解与观点，写出资料综述。 5.写出开题报告，进一步明确任务，确定研究方向。 6.数字电压表模型建立 7.系统稳定性分析

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