宁夏大学

毕业设计开题报告

论文题目： 基于PC机的数字电压表的设计 姓名：

班级：

专业： 电子信息工程 学号： 指导老师：

一 毕业设计的背景、目的、意义

1、毕业设计的背景

智能仪器是仪器仪表的一种，近年来计算机技术及微电子器件在工程技术中应用十分广泛，在此基础上发展起来的智能仪表无论是在测量的准确性、灵敏度、可靠性、自动化程度、运用功能方面还是在解决测量技术与控制技术问题的深度及广度方面都有了很大的发展，以一种崭新的面貌展示在人们的面前。数字电压表是在此基础上发展起来，并被广泛的应用。数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是智能仪器中最常见的，是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平数字电压表的特点：显示清晰直观，读数准确；传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免地会引入人为的测量误差（例如视差），并且容易造成视觉疲劳。数字电压表则采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳数现象，测量结果就是惟一的，不仅保证读数的客观性与准确性，还符合人们的读数习惯，能缩短读数和记录的时间。

2、毕业设计的目的、意义

数字电压表是将连续的模拟量例如直流电压转换成离散的数字

量并加以显示的仪表。传统的数字电压表有自己的特点，它们适合在现场做手工测量，而要完成远程测量并对测量的数据做进一步处理， 运用传统的数字电压表是无法完成的。为此， 本文设计了基于PC 通信的数字电压表，该表既可以完成现场数据的测量与显示， 又可以通过串行通信将测量数据传递给PC， 从而可借助PC 的强大功能对测量数据做进一步处理。因此，这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用中，都具有传统数字电压表无法比拟的优点，这使得它的开发和应用都具有良好的前景。

二 国内外研究综述

数字电压表出现在50年代初， 60年代末发起来的电压测量仪表，简称DVM，它采用的是数字化测量技术，把连续的模拟量，也就是连续的电压值转变为不连续的数字量，加以数字处理然后再通过显示器件显示。这种电子测量的仪表之所以出现，一方面是由于电子计算机的应用逐渐推广到系统的自动控制实验研究的领域，提出了将各种被观察量活被控制量转换成数码的要求，即为了实现控制及数据处理的需要；另一方面，也是电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的进步，为数字化仪表的出现提供了条件。所以，数字化测量仪表的产生与发展与电子计算机的发展是密切相关的；同时，为革新电子测量中的烦琐和陈旧方式也催促了它的飞速发展，如今，它又成为向智能化仪表发展的必要桥梁。

目前，市场上的主要使用的电压表有：指针式电压表和数字式电压表两种。

由于传统的指针式电压表的功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，因此，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信的优点已使数字电压表成为现在电子测量的主要应用产品。同时，由数字电压表扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

三 毕业设计的基本内容

该设计由硬件和软件两部分构成，硬件主要包括数据采集电路、单片机与PC 的接口电路；软件主要有单片机数据采集与显示程序、单片机与上位机通信程序、上位机数据处理程序。该系统样机既可以完成现场数据的测量与显示， 又可以通过串行通信将测量数据传送给PC， 并在PC 上进行显示、以及数据处理。

系统设计方案框图：

四 毕业设计的进度计划

第一阶段 接到毕业论文设计题目，并开始调研

第二阶段 收集相关资料，查阅书籍

第三阶段 画出设计框图，制定设计方案

第四阶段 选择芯片，进行硬件部分的设计

第五阶段 选择程序，进行软件部分的编译

第六阶段 调试阶段，对硬件和软件进行调试和完善

第七阶段 完善设计和论文，准备答辩

五 主要参考文献及资料

参考文献

[1]胡卓敏，王丽娟. 基于STC89C51 单片机的数字电压表设计[J]. 电子元器件应用,2009, 11(11):14

[2]陈代胜，张莉君. 基于VB6.0 实现单片机与PC 机的串口通信[J]. 软件导刊,2008,7(2):25

[3]刘海宽，包建华. 单片机实验与实训教程[M]. 南京:东南大学出版社,2009

[4]李朝青等. 单片机与PC 机网络通信技术[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2007

 

第二篇：基于单片机的数字电压表设计的开题报告

开题报告

基于单片机的数字电压表的设计

研究现状

电压表指固定安装在电力、电信、电子设备面板上使用的仪表，用来测量交、直流电路中的电压。传统的指针式电压表功能单一、精准度低，不能满足数字化时代的需求，并且传统的电压表在测量电压时需要手动切换量程，不仅不方便，而且要求不超过该量程。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已经被广泛用于电子及电工测量领域，并且由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量技术提高到崭新水平。

选题意义

数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟信量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，具有清晰直观，读数准确、扩展功能强等特点，这有别与传统的指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视觉差和视觉疲劳。 随着微机测量与控制技术的发展，以单片机为核心的电压表已占有很大的优势，设计主要是研制二路输入直流数字电压表，以单片机AT89C51为核心部件，具有实时显示测量值的功能，单片机体积小、重量轻、价格便宜，电路外围器件少，大大降低了成本。

研究方法

硬件设计方面采用AT89C51单片机，A/D转换器采用ADC0809对输入模拟信号进行转换，最后在LED屏显示出来。

软件部分主要有：

主程序：在A/D模块启动子程序中，主要根据A/D转换模块的时序图设置单片机的各引脚电平来启动ADC0809。判断部分主要是通过A/D转换模拟采集到的电压值与档位值进行比较来选择数字电压表的档位，再通过档位处理子程序对A/D转换模块换后的电压值进行处理，然后在数码显示器上显示出来。

LED送显子程序：LED送显子程序主要完成4个LED数码显示器的动态显示功能，显示字型通过查表方式实现。在显示过程中调用了延时子程序DELAY，使数码显示器能够稳定显示。

自动切换测量程序：档位自动切换子程序的软件设计主要对A/D转换模块转换得到数据和该档位的数据进行比较进行档位的选择，再通过计算将十六进制数转换为十进制数，存储在50H~53H四个单元中，然后再通过调用送显子程序将其显示在数码显示器上显示出来。

研究内容

1） 可以测量的电压范围有0~0.5V和0.5V~10V两档；

2） 可以自动的连续测量电压；

3） 测量的误差在0.1V，结合硬件电路图及相关电路参数计算进行误差分析；

4） 以数码显示测量的电压值；

5） 数字电压表的软件程序编写。

主要参考文献

【1】 刘振中.数字电表发展概况和原理；电压-频率（V-F）变换式积分型数字电压表

【J】.通讯工程.1998.（2）

【2】 黄志伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程 [M] .北京：电子工业出版社，

2005:142-162.

【3】 高峰.单片微型计算机与该接口技术 [M] .北京：科学出版社，2003.

【4】 冯古岭.数字电压表及数字多用表检测技术[M] .北京：中国计量出版社，2003.

【5】 Litani-Barzilai I,Bulatov V,Schechter I.Detector Based on time –Resolved

Ion-Induced Voltage in Laser Multiphot on Ionization and Laser-induced Fluorescence[J].Anal Chim Acta,2004(501):151-156.

【6】 李群芳.单片微型计算机与接口技术[M] .电子工业出版社.

【7】 阎石.数字电子技术基础[M] .高等教育出版社.

【8】 蔡明生.电子设计 M] .北京高等教育出版社，2004.1.

【9】 徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计[M] .2版.北京：北京航空航天大学出版

社，2004.

【10】 吴金龙，沈庆阳，郭庭吉.单片机实践与应用[M] .北京：清华大学出版社，2002.9