四位半電壓表

1、四位半多功能數(shù)字表一基本要求：在Proteus平臺(tái)上設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)一臺(tái)四位半多功能數(shù)字電壓表直流電壓測(cè)量，并具有極性判斷和自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。1. 直流電壓測(cè)量：每秒等效采樣次數(shù)3次推薦檔位：I檔（20mV檔）：最小電壓分辨率：2VII檔（200mV檔）：最小電壓分辨率：20VIII檔（2V檔）：最小電壓分辨率：0.2mVIV檔（20V檔）：最小電壓分辨率：2mV2. *交流電壓測(cè)量：最高頻率<=10KHz的正弦波I檔（20V檔）：最小電壓分辨率：20mVII檔（200V檔）：最小電壓分辨率：200mV3. *交流參數(shù)測(cè)量：頻率、有效值、峰值4. 第1項(xiàng)為基本要求內(nèi)容，帶有“*”的2、3項(xiàng)

2、為選做內(nèi)容。5. 只能采用通用A/D、集成運(yùn)放IC、51單片機(jī)等器件，不準(zhǔn)使用專(zhuān)用電壓測(cè)量集成電路完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。6. 推薦一個(gè)參考的系統(tǒng)組成框圖如下：其中第一級(jí)的前置放大級(jí)推薦采用AD8551自穩(wěn)零斬波運(yùn)算放大器。設(shè)計(jì)過(guò)程：包括元器件選型依據(jù)（如前置放大器的設(shè)計(jì)、A/D分辨率的選擇、放大器及濾波器設(shè)計(jì)、采樣率計(jì)算、電源設(shè)計(jì)等）、理論分析及參數(shù)計(jì)算、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（書(shū)面）。系統(tǒng)框圖、元件選型、理論計(jì)算、模塊電路設(shè)計(jì)二 系統(tǒng)框圖整體框圖數(shù)字電路部分和模擬電路量程初判模塊整體電路： 1 .電壓極性檢測(cè)電路電壓極性檢測(cè)電路采用過(guò)零比較器檢測(cè)負(fù)電壓的方式實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)算放大器LM324的反向端接地，同向端通過(guò)10

3、0K電阻接輸入信號(hào)。當(dāng)輸入的測(cè)量信號(hào)為負(fù)時(shí)比較器翻轉(zhuǎn)，輸出端經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換成TTL信號(hào)后送給單片機(jī)PA7端口檢測(cè)，通常情況下輸出為高電平，為正電壓狀態(tài)。                                     

4、60;                   2. 電壓范圍粗測(cè)電路為了粗略地得到被測(cè)量的電壓范圍我們采用多組比較器的方式，通過(guò)階梯式比較的方法確定輸入電壓的范圍。其具體電路如下圖（2.2.5）所示。3. 量程切換電路量程切換電路包括電壓放大電路和無(wú)零漂小信號(hào)放大電路。電壓變換電路電壓變換電路由衰減電阻、切換繼電器和運(yùn)算放大器組成，對(duì)應(yīng)的是衰減1/2、1/3、1/4和無(wú)零漂放大50倍，切換電路如圖（2.2.7

5、）所示。電壓變換到0-5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后，再由A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行采樣，最后由單片機(jī)算法還原。4.差分放大電路：對(duì)輸入的電壓進(jìn)行去除同模干擾。5.50hz陷波器：電路設(shè)計(jì)，目的是濾去工頻交流點(diǎn)，因?yàn)殡姳矶嘤晒ゎl電源提供，在50HZ頻率段電壓干擾很大，所以要濾去。陷波器的頻譜分析圖：綠色為幅頻響應(yīng)，紅色為相位。運(yùn)放模塊1|2放大電路；100倍放大器：測(cè)試輸出：輸入10V:輸入5V輸入2V：2V輸入800mv800mv輸入80mv：輸入8mv：?jiǎn)纹瑱C(jī)外圍電路2.軟件程序流程圖單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件流程如圖所示。  三 使用器件單片機(jī)系統(tǒng)是以89C51單片機(jī)為核心；信號(hào)采集與量程轉(zhuǎn)換電路是由0

6、P一07和模擬開(kāi)關(guān)CD4051所組成；積分比較與自動(dòng)回零電路是由雙積分型AD轉(zhuǎn)換器和過(guò)零比較器所組成；開(kāi)關(guān)邏輯控制電路主要元件是模擬開(kāi)關(guān)CD4051；顯示采用了1602字符型液晶顯示器：基準(zhǔn)電壓是由TL431穩(wěn)壓所得。采用雙電源可以實(shí)現(xiàn)的數(shù)模隔離。/*作品 :*/#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define addo (20.0/65535.0)#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned long temp;bit sys=0;sbit RS =

7、P10;sbit RW = P11;sbit E = P12;sbit CS = P30;sbit BYTE=P13;sbit BUSY=P14;sbit RC = P15; sbit S1 =P16;sbit S2 =P17;unsigned char num18 = 0;unsigned char num2 = "Voltage: "/-延時(shí)-void delay(int ms)int x,y;for(x=ms;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);/-bit lcd_bz()bit result;RS = 0;RW = 1;E = 1;_nop

8、_();_nop_();_nop_();_nop_();result = (bit)(P2 & 0x80);E= 0;return result;/-寫(xiě)命令-void lcd_wcmd(unsigned char cmd)while(lcd_bz();/判斷LCD是否忙碌RS= 0;RW = 0;E = 0;_nop_();_nop_();P2 = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E = 0;/-寫(xiě)數(shù)據(jù)-void lcd_wdat(unsigned char dat)wh

9、ile(lcd_bz();/判斷LCD是否忙碌RS = 1;RW = 0;E = 0;P2 = dat;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E = 0;/-液晶初始化-void lcd_init()lcd_wcmd(0x38);delay(1);lcd_wcmd(0x0c);delay(1);lcd_wcmd(0x06);delay(1);lcd_wcmd(0x01);delay(1);void lcd_pos(unsigned char pos)lcd_wcmd(pos + 0x80);/

10、ADS7825讀函數(shù)uint ADS7825_READ() uchar temp1,temp2; CS = 0; RC = 1; RC = 0; RC = 1; while(BUSY=0); RC = 1; BYTE = 0; temp1 = P0;if(temp1 & 0X80)=0)temp1 = P0; BYTE = 1; temp2 = P0; CS = 1;sys=1;else temp1 = P0; BYTE = 1; temp2 =P0; CS = 1;sys=0; return (int)(temp1<<8)|temp2); void HEXTOBCD()

11、/uint temp; temp = (unsigned long )(ADS7825_READ()*addo*1000000);/temp11=temp; num10 = temp/10000000+0X30; num11 = temp%10000000/1000000+0X30;/num12 ='.' num12 = temp%1000000/100000+0X30; num13 = temp%100000/10000+0X30; num14 = temp%10000/1000+0X30; num15 = temp%1000/100+0x30; num16 = temp%1

12、00/10+0X30; num17 = temp%10+0X30;/-主函數(shù)-void main(void)unsigned char i;S1=0;S2=0;lcd_init(); / 初始化LCDdelay(20); /設(shè)置顯示位置 lcd_pos(0x00); while(i<16)lcd_wdat(num2i);delay(2);i+;while(1)uchar flage=0; /flage=0為檔位不合適i = 0;S1=0;S2=0;HEXTOBCD();if (flage=0)if(temp>200000)lcd_pos(0x40);/delay(2);lcd_wd

13、at('1');/顯示字符lcd_pos(0x43);/delay(2);if(sys=0)lcd_wdat('-');delay(2);else if (sys=1)lcd_wdat('+');delay(2);/lcd_wdat(num10);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num11);/顯示字?delay(2);lcd_wdat(num12);/顯示字符delay(2);lcd_wdat('.');/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num13);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num

14、14);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num15);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num16);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num17);/顯示字符delay(2);lcd_wdat('v');flage=1;else S1=0;S2=1;delay(50);HEXTOBCD();if (flage=0)if(temp>200000)&&(temp<2000000)lcd_pos(0x40);/delay(2);lcd_wdat('2');/顯示字符lcd_pos(0x43);lcd_

15、pos(0x43);if(sys=0)lcd_wdat('-');delay(2);else if (sys=1)lcd_wdat('+');delay(2);lcd_wdat(num10);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num11);/顯示字?delay(2);lcd_wdat('.');/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num12);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num13);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num14);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num15);/顯

16、示字符delay(2);lcd_wdat(num16);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num17);/顯示字符delay(2);lcd_wdat('v');flage=1;else S1=1;S2=0;delay(50);HEXTOBCD();if (flage=0)if(temp>200000)&&(temp<2000000)lcd_pos(0x40);/delay(2);lcd_wdat('3');/顯示字符lcd_pos(0x43);lcd_pos(0x43);if(sys=0)lcd_wdat('-&#

17、39;);delay(2);else if (sys=1)lcd_wdat('+');delay(2);lcd_wdat(num11);/顯示字?delay(2);lcd_wdat(num12);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num13);/顯示字符delay(2);lcd_wdat('.');/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num14);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num15);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num16);/顯示字符delay(2);lcd_wdat(num17);/顯示字符del

18、ay(2);lcd_wdat('m');delay(2);lcd_wdat('v');flage=1;else S1=1;S2=1;delay(50);HEXTOBCD();if (flage=0)if(temp<2000000)lcd_pos(0x40);/delay(2);lcd_wdat('4');/顯示字符lcd_pos(0x43);lcd_pos(0x43);if(sys=0)lcd_wdat('-');delay(2);else if (sys=1)lcd_wdat('+');delay(2);/lcd_wdat(num10);/顯示字符delay(2);lcd_wd