基于MCS-51单片机的数字电压表的设计_开题报告

（一）国内外研究现状

采用新技术、新工艺，由LSI和VLSI构成的新型数字仪表及高档智能仪器的大量问世，标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。新型数字仪表的发展主要有四个方向：

（1）广泛采用新技术，不断开发新产品

（2）向模块化发展

新一代数字仪表正朝着标准模块化的方向发展。预计在不久的将来，许多数字仪表将由标准化、通用化、系列化的模块所构成，给电路设计和安装调试、维修带来极大方便。

（3）多重显示仪表

为彻底解决数字仪表不便于观察连续变化量的技术难题，“数字/模拟条图”双显示仪表已成为国际流行款式，它兼有数字仪表准确度高、模拟式仪表便于观察被测量的变化过程及变化趋势的两大优点。 模拟条图大致分成三类：　　①液晶（LCD）条图，呈断续的条状，这种显示器的分辨力高、微功耗，体积小，低压驱动，适于电池供电的小型化仪表。　　②等离子体（PDP）光柱显示器，其优点是自身发光，亮度高，显示清晰，观察距离远，分辨力较高，缺点是驱动电压高，耗电较大。　　③LED光柱，它是又多只发光二极管排列而成。这种显示器的亮度高，成本低，但象素尺寸较大，功耗高，驱动电路复杂。

（4）制作简单化。

（二）国内外发展趋势

数字仪表为技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国交流数字电压表市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。利用AD转换芯片设计的数字电压表将模拟信号转换为数字显示部分，这在生产运用中有很大的实际意义，今后这方面的技术将得到提高，运用更加广泛。

综合我国参考文献来看，数字化仪表存在着很大的发展空间：沙占友在《新编实用数字化测量技术》中介绍了数字集成电路以及数据采集系统的专用集成电路，阐述由大规模集成电路构成的数字电压表等十余种新型数字仪器表和设备的设计。由此可以看出，数字电压表的重要性和多重可能性。数字电压表将能更精确的读数，并且具有准确率高、测量范围广、扩展范围广、测量速度快等等特点。数字仪表的研究将是电子仪器的一场革命，将会更好的带动国家发展。

(三)主要研究成果

数字电压表的高速发展,使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表，现在已经广泛应用于电子、电工测量，自动化测试系统等领域。数字电压表已成为一种必不可少的测量仪器。当前数字电压表的主要研究成果主要体现在以下两个方面。

（1）新技术的广泛应用

20世纪90年代初，世界各国相继研发了新的A/D转换技术。例如：四斜率A/D转换技术(美国)、余数再循环技术（美国）、自动校准技术（英国）、固态真有效值转换技术（英国）、约瑟夫森效应基准源、智能化专用芯片（80C51系列、荷兰）等，这些新设计使数字电压表向高准确度、高可靠性及智能化、低成本方向发展。

（2）智能化、复合型仪表

由CM0S数字IC、模拟IC及微处理器集成在一个超大规模集成电路内，只须在外围配置少量元器件，即可构成完整的智能仪表，可以完成存储、计算、比较、控制等多项功能。实际上数字电压表并不能完全取代指针式电压表，在反映电压的连续变化和变化趋势方面不如指针表直观。为克服这种缺憾，20世纪90年代初“一种数字/光柱”的双重显示仪表开始出现，并成功的应用与生产实践。

(四)存在不足之处

数字电压表现如今应用广泛，在测量、试验、工业、民用测量等领域都有涉及。数字电压表的应用，在带来强大的优势之外，也有隐藏着一些不足之处：

(1)精度不够准确、 (2)稳定性不好，抗干扰能力有待提高、（3）产品种类多，质量参差不齐。

此次我将针对抗干扰能力和精度准确性，做出改进，希望通过改进来更加完善数字电压表。

二、^范文提纲

1  数字电压表的引言

1.1  数字电压表的特点

1.2  数字仪表的发展趋势

2  单片机及系统硬件功能简介

2.1  单片机简介

2.2  单片机的应用领域

2.3  单片机的发展趋势

2.4  单片机的应用系统的开发过程

2.4.1  总体设计

2.4.2  硬件电路设计

2.4.3  软件设计

2.5  ADC0809

2.5.1  主要特性

2.5.2  内部结构

2.6  AT89C52的几种常用工作状态

2.6.1  主要性能

2.6.2  中断

2.6.3  空闲模式

2.6.4  掉电模式

2.6.5  晶振特性

3  系统设计

3.1  功能要求及设计目标

3.2  方案论证

3.3  系统硬件电路设计

3.4  系统程序的设计

3.4.1  初始化程序

3.4.2  主程序

3.4.3  显示子程序

3.4.4  模--数转换测量子程序

3.5  性能分析

4  数字电压表的软件实现

4.1  主程序及中断入口地址

4.2  主程序

4.3  初始化程序

4.4  信号采集子程序

4.5  显示控制程序

4.6  二进制到BCD码的转换子程序

4.7  显示子程序和延时子程序

4.8  按键检测处理子程序

5  提高抗干扰能力和系统可靠性

5.1  现存在问题

5.2  数字电压表系统的可靠性与抗干扰设计

5.2.1  硬件系统的可靠性与抗干扰设计

5.2.2  软件系统的可靠性与抗干扰设计

5.3  设计论证

6  制作与调试

7  总结与展望

参考文献

致谢

三、参考文献

[1] 沙占友. 新编实用数字化测量技术. 北京：国防工业出版社，1998

[2] 李广第、朱月秀，王秀山. 单片机基础. 北京：北京航空航天大学出版社，2001

[3] 李光飞. 单片机课程设计实例知道. 北京：北京航空航天大学出版社，2004

[4] 房建东、高胜利. 电子技术. 内蒙古：内蒙古大学出版社，2004

[5] 房小翠、王金凤. 单片机实用系统设计技术. 北京：国防工业出版社，1999

[6] 王松武、于鑫、武思军. 电子创新设计与实践. 北京：国防工业出版社，2005

[7] ://siee.cumt.edu.cn/. 模拟电子技术帮学网

[8] 杨振江.  A/D、D/A转换器接口技术与实用电路. 西安：西安电子科技大学出版社，1996

[9] 马明建、周长城. 数据采集与处理技术[M]. 西安：西安交通大学出版社,1998

[10] Digital Voltmeter MkIII, The "easy-to-use" digital voltmeter with a "do-it-all" LCD readout

[11] 徐惠民，安德宁. 单片微型计算机原理、接口及应用. 北京：北京邮电大学出版社， 2000

[12] 项丽萍，张志刚. 基于51单片机的数字电压表的设计与仿真[J].洛阳师范学院学报，2012,3（02）；39-41