1、东 北 石 油 大 学课 程 设 计2013 年 7 月 8 日课 程 电子技术课程设计 题 目 基于 proteus 的数字电压表设计与仿真 院 系 电气信息工程学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 东北石油大学课程设计任务书课程 电 子 技 术 课 程 设 计 题目 基于 proteus 的数字电压表设计与仿真 专业 自动化 姓名 学号 主要内容：根据设计要求，运用所学的模拟电子技术及电路基础等知识，自行设计一种数字电压表可以准确、直观读数的电子装置，电压表的数字化是将连续的模拟量转换成不连续的离散的数字形式并加以显示。这有别于传统的以指针与刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和
2、视觉疲劳。基本要求：1. 利用高效单片机作为核心的测量系统以及灵敏度和精度较高的A/D 转换器2. 精度高、灵敏度强、性能可靠、电路简单、成本低3. 将连续的模拟量转换成不连续的离散的数字形式并加以显示主要参考资料：1 罗亚非.凌阳 16 位单片机M.北京:北京航空航天大学出版社,2005.2 薛峰.微机通讯技术大全M.北京:电子工业出版社,2002.3 张念维.USB 总线接口开发指南M.北京:电子出版社,2002.4 周立功.单片机实验与实践M.北京:北京航空航天大学出版社,2004.5 周航慈.单片机应用程序设计技术M.北京:航空航天大学出版社,2002.6 陈朝元,鲁五一.Proteu
3、s 软件在自动控制系统仿真中的应用J.系统仿真学报, 2008(1):318-320.7 毛谦敏.单片机原理及应用设计系统M北京：国防工业出版社，2008:22-26.8 康华光.电子技术基础 (数字部分) M. 5 版. 北京:高等教育出版, 2005: 290-293.9王伟,刘晓平.高精度数字电压表方案设计J.仪表技术,2007,(4):36-39.完成期限 2013.7.1-2013.7.5 指导教师 专业负责人 2013 年 7 月 3 日目 录1 任务和要求 .11.1 研究背景 .12 单元电路设计 .22.1 LCD 的显示原理 .22.2 时钟电路 .22.3 复位电路 .3
4、2.4 数据采集模块 .32.5 显示电路 .43 电路总原理框图设计 .44 总体方案设计与流程 . 54.1 主程序流程图 .54.2 显示主程序流程图 .54.3 A/D 转换子程序流图 .64.4 数据处理主程序流程图 .64.5 源代码 .75 调试结果与分析 .95.1 调试结果图 .96 设计总结 .11参考文献 .12附录 .13电子技术课程设计（报告）01 任务和要求（1）任务：设计并仿真数字电压表（2）数字电压表基本要求： 利用高效单片机作为核心的测量系统以及灵敏度和精度较高的A/D 转换器 精度高、灵敏度强、性能可靠、电路简单、成本低 将连续的模拟量转换成不连续的离散的数
5、字形式并加以显示电子技术课程设计（报告）12 单元电路设计2.1 LCD 的显示原理TFT-LCD 液晶显示器的结构与 TN-LCD 液晶显示器基本相同，只不过将 TN-LCD 上夹层的电极改为 FET 晶体管，而下夹层改为共通电极。TFT-LCD 液晶显示器的工作原理与TN-LCD 却有许多不同之处。TFT-LCD 液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。当光源照射时，先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子来传导光线。由于上下夹层的电极改成 FET 电极和共通电极，在 FET 电极导通时，液晶分子的排列状态同样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是，由于 FET 晶体管
6、具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到 FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。2.2时钟电路XTAL1 是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2 则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到 XTAL1，而 XTAL2 悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为 12MHz，时钟频率就为 6MHz。晶振的频率可以在 1MHz-24MHz 内选择。电容取 30PF 左右。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路如图 2-1 所示。图 2-1时钟电路图电子技术课程设计（报告）22.3复位电路复位电路如下图 2-2 所
7、示，按键没有按下时，RST 端接电容下极板是低电平，按键按下时，RST 端接在电阻上端变为高电平，达到复位的目的。图 2-2复位电路图2.4数据采集模块通过 ADC0809 采集数据，输入到单片机内，如图 2-3 所示：图 2-3数据采集模块电路图电子技术课程设计（报告）32.5显示电路通过 2-4 位数码管来显示，如图 5 所示：图 2-4 显示电路图2 电路总原理框图设计单片机A T 8 9 C 5 1时钟电路复位电路数据采集显示电路模拟信号电子技术课程设计（报告）44 总体方案设计与流程4.1主程序流程图主程序流程图如图 3-1 所示：初始化开始调用 A / D 转化程序调用数据处理程序
8、调用显示程序图 4-1主程序流程图4.2显示子程序流程图显示子程序流程图如图 3-2 所示：开始初始化 ， P 0 置高 ， P 2 置低P 0 到 A 输出显示P 2 = P 2 + 1置位 P 0 . 7 点亮小数点结束P 0 到 A 输出显示P 2 = P 2 + 1P 0 到 A 输出显示P 2 = P 2 + 1P 0 到 A 输出显示图 4-2显示子程序流程图电子技术课程设计（报告）54.3 A/D转换子程序流程图A/D 转换子程序流程图,如图 3-3 所示：开始初始化启动 A / D 转化P 3 . 1 = 1 ？P 3 . 0 置位 ， 允许输出 。将转化的数据保存结束YN图 4-3A/D转换子程序流程图4.4数据处理子程序流程图数据处理子程序流程图，如图 4-4 所示：开始从 3 4 H 中取数据 ， 乘以1 9 . 5 m v ， 得到的数据 B C D 麻化 ， 将数据存入 A转化双字节十六进制整数B C D 码带进位自身相加 ， 十进制调整R 2 = 0 ？数据输入显示器结束NY图 4-4数据处理子程序流程图
