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关于电压表论文范文 基于简易直流数字电压表的硬件仿真相关论文写作参考文献

分类:硕士论文 原创主题:电压表论文 更新时间:2024-02-05

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摘 要: 本文设计了一个简易直流数字电压表,通过Keil软件的程序编译、调试和Proteus的硬件仿真,利用单片机、A/D转换芯片以及数码管对0~5V的模拟直流电压进行测量、显示.本设计具有电路结构简单、成本低廉、精度较高等特点.通过简易数字电压表的硬件仿真,对虚拟设备的教学展示及应用系统的设计具有较大作用.

Abstract: This paper designed a simple DC digital voltmeter, through the Keil software program compilation, debugging and Proteus hardware simulation, single-chip, A / D conversion chip and digital tube 0 ~ 5V analog DC voltage are used for measurement and display. The design has a simple circuit structure, low cost, high precision. Through the simple digital voltmeter hardware simulation, it is important for the virtual equipment teaching display and application system design.

关键词: Proteus;Keil;单片机;A/D转换;硬件仿真

Key words: Proteus;Keil;single chip microcomputer;A/D conversion;hardware simulation

中图分类号:TM933.22 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)01-0223-02

0 引言

电压表可分为模拟式和数字式两大类.随着半导体技术、集成电路和微处理技术的发展,数字电路和数字化测量技术有了巨大进步,促使了数字电压表的快速发展.相对于指针式电压表,数字电压表一般具有准确度高、数字显示、读数迅速准确、精度高、操作简便等优点,使其获得越来越广泛的应用.

本设计选用Proteus和Keil的开发平台.Proteus是英国著名的EDA工具,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,其支持的处理器模型种类繁多.在编译方面,支持多种编译器.Keil 是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机软件开发系统.Keil提供C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境将这些部分组合在一起,使程序设计事半功倍.

1 系统总体设计

考虑系统功能及要求,本次设计的简易直流数字电压表主要由三个模块组成:A/D转换模块、数据处理模块及显示模块.A/D转换模块采用芯片ADC0831,数据处理模块选用单片机STC89C52,显示模块采用四位一体的共阳数码管.系统组成框图如图1所示.

2 硬件仿真设计

系统仿真电路主要由A/D轉换、数据处理、显示等部分组成,仿真电路如图2所示.

①A/D转换:常用的A/D转换方式可分为并行A/D和串行A/D.并行方式转换效率较高,但芯片引脚较多;串行方式所用芯片引脚少,封装小,但需要软件处理才能做到到所需数据.使用串行器件可节省单片机的I/O资源,电路简单.本次设计选用串行A/D转换芯片ADC0831.该芯片是8引脚双列直插式A/D转换器, 8位的分辨率(最高分辨可达256级),可以适应一般的模拟量转换要求.芯片的模拟电压输入在0~5V之间.转换速度快且稳定性能强.由于它体积小,兼容性强,转换速度较高(转换时间32uS),单电源供电,功耗低(15mW),性价比高并适用于各种便携式智能仪表而深受单片机设计爱好者及企业欢迎.在本电路中ADC0831的输入口VIN+接收0~5V的模拟量直流电压,经过模数转换后,产生的数字量经过其输出通道DO传送给单片机的P1.2口.ADC0831的片选信号由单片机P1.0口控制,时钟信号由单片机P1.1口为其提供.

②数据处理:选用单片机STC89C52.在实时检测和自动控制的应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用.STC89C52是低功耗、高性能的8位单片机.它因体积小、成本低、功能强而做到到了广泛的应用.在本电路中构成的单片机最小系统负责把模数转换后的数字量经过数据处理,产生正确的显示段码,经过P2.0~P2.7通过数码管显示出来.同时单片机还通过其I/O口的P0.1~P0.4作为显示部分的位选信号,送给数码管的位选端,控制对应数码管的亮灭.

③数据显示:选用一个四位一体的共阳7段数码管,用于显示简易直流数字电压表测量到的电压值.数码管显示分为动态显示和静态显示.如果采用静态显示控制4个LED,需要对单片机的I/O口进行扩展,这将大大增加硬件电路的复杂性及成本,因此本设计选用动态显示.动态显示是利用人的视觉暂留效应,按位轮流点亮各位LED,如果每位LED闪动的频率足够高,就可以给人一种稳定显示的视觉效果.本电路中每位数码管的各个段码分别与单片机P2口连接,单片机段选信号的输出信号经过电阻来控制数码管某一段点亮,电阻起到限流作用,以防止电流过大烧坏数码管.数码管的位选端用于接收单片机P0口产生的位选码.

总结:本文是一篇关于电压表论文范文,可作为相关选题参考,和写作参考文献。

参考文献:

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