单片机课程设计(数字交直流电压表)

2026/1/18 19:26:03

南昌工程学院课程设计

2.AD数据采样模块

图2.1 0808时序图

图2.2 中断采样测序

根据时序图,我们选用的是中断采样,利用0808的EOC引脚作为外部触发端,进入中断首先是将转换后的数据取出来,取出的方式如时序所示。另外当取完数据后就是启动AD等待下一次AD采样的完成,中断返回。

因为AD采样选用的模拟电压是2v,所以

采的原始数据乘以二,整数部分除以255直接送到数码管显示。

小数部分将其分离,另作处理。

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3.显示模块

图2.3 数码管显示程序

这部分测序主要完成的功能是处理原始数据,显示待测电压,完成量程

的判断。首先是处理原始数据,将从中断取得的 原始数据进行变换使得整数部分和小数部分分离,随后是逐个显示电压,这里采用的是动态显示。量程 的判断主要用来确定小数点的位置,不同的量程小数点所在的位置是不同的。

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三、仿真与调试

图2.4 仿真效果图

这是交流毫伏档的测量效果,这是比较准确的;但是换挡后误差就比较大,主要原因是因为分压电阻的误差太大,也可能 是仿真软件本身的漏洞。调整了许多次电阻 ,电阻的分压系数都不理想。最小误差在1%。考虑了直流放大器因电阻的误差,这里我们选用 了滑动变阻器来抵消影响,但还是不行。不知道什么原因。

经过分析,为了使得AD转换的精度比较高,和使设计易于实现,AD的模拟参考电压选择是2v,由于精度的原因,所以还是不能做到很高,在显示毫伏的时候显示的是三位数。

图2.5 mv、v指示

上图是MV和V的指示灯,这是显示当前正测量200mv以内的电压,正常显示,当切换量程后红灯亮,绿地熄灭表示测量的读数是V.

同时当切换量程时,由于刚开始电压还不稳定,当电压有效值大于所选量程的量程是,报警电路发出报警声。提示在该量程档电压的范围超出,当等待一段时间后报警声还没有消失,则应该切换更高的量程档进行测量。但这也存在一个问题,就是要等待的时间大概多长,由于实际电路和仿真还是有区别的。所以无法确定等待的时间。对于一般的用户,如果不知道时间就会盲目的切换档位,导致测量不准确。所以正确的做法是不在每个档位都设置报警,只在最高量程设置,

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这样可避免盲目的切换档位。

四、总结

此次单片机课程设计,总体上满足了设计的基本要求;能实现AD的数据采样和显示,能够按照不同的电压选择不同的档位进行测量,并完成超量程警报以及要求的MV/V的指示。

但也存在许多的 不足,比如说测量的准确度不够高,测量的稳定性不够高,测量速度也不够 快,需要等待很长时间才能得到比较稳定的数据。这主要是由几方面的原因引起:首先AD是的选取,选择8为的AD在一般场合是可以的,但本 课题要求的是用四位数码管显示电压,而0808的分辨率只能到0.019~0.02之间,显示的位数要到四位的话精度显然不够。另外选择得交直流真有效值转换器的参数调整不够精确,直接导致了测量的速度比较慢,测量精度不够 高;偶尔有时不稳定一直在某几个数 之间跳动,对读数十分不利;转换出来的有效值和实际值之间的误差在±1%范围内。经过前级的衰减电路和有效值变换,随后经过的是直流放大电路,将直流放大10倍,在2v以内,这样做事为了提高AD转换的精度。由于直流放大电路采用的是最简单的形式,本身的不稳定性和准确度也给电压的精确读造成了较大的影响,另外电路的相对误差随着电压的不同而不同,这给调试带来极大的不方便,使得放大器的放大倍数始终调不到一个正确的值。

除了上述的基本要求和在实际做的情况下存在的一些问题外,最重要的就是电路的延展性不好。在一般情况下,数字电压表除了能完成课程设计的基本要求外还要有超量程的测量能力,能测量正负电压,有电压暂存的功能;有完善的电路保护,抗干扰性好等特性。这些本电路都不具备,这是很大的一个空缺。

通过此次单片机课程设计,让我们学到了许多。知道了自己的不足,知道了自己和实际间的差距,以前课本的理论知识运用到 实际这需要下很大的功夫。这给我们以后的学习生涯是一次很好的提炼。

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