西安工业大学学士学位论文

图6.3 上电后系统图

图6.4 加被测电压后系统图

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西安工业大学学士学位论文 6.3电路调试

6.3.1调试步骤

1 按电路原理图进行焊接，在焊接过程中首先要对PCB进行检测，查看PCB是否制作合格。

2 按电路原理图焊接元件。

3 上电测试：在系统上电开始测量前，要用万用表的电压档对被测电压进行估测，然后以此选择适当的量程，防止过大电压烧坏A/D转换器。选择好量程之后就可以对系统上电测量了。 6.3.2可能出现的问题解答

1 上电后电路不工作，数码管无反应

检查此类错误情况需要从两个方面入手：硬件上，检查电源供电是否正常、晶振是否起振、电路接线是否良好可靠；软件上，检查程序触发的时序是否正确，片选是否选通、程序中延时是否正确。

2 数码管出现闪烁现象

正常工作的ZLG7289驱动数码管显示应处于一个很稳定的状态，数码管被点亮后不会出现闪烁和跳动的现象。出现闪烁的很大原因是在选定ZLG7289（即将片选信号/CS置为低电平）后很长时间没有释放，导致7289中断扫描的时间太长，从而肉眼看到数码管出现闪烁和不稳定的现象；正确的使用方法是在CS置为低电平后减少不必要的延时，使ALG7289被中断扫描的时间降到最低而不至于影响显示[25]。

3 上电后显示正常，就是显示数值不准确。

显示正常表示硬件电路和软件都正确，对于数值显示不准确需要调节ADC0809的输入比较电压。所以需要找一块更高精度的电压表进行校准。

6.4系统调试及结果分析

设计完成之后，我们要对系统进行调试。调试过程可以利用对部分给定电压的测量结果分析来完成。首先要校对零点：将A/D转换器的模拟输入端口接较准电源，此时可以调整ADC0809参考电压值，直至显示电压和标准电源相同[26]。校准后，就可以进行调试了。表6.1所示为对系统进行测试结果：

表6.1 测试结果 实际电压（V） 显示电压（V） 绝对误差（V） 相对误差（%） 0.000 0.500 1.000 1.500

0.000 0.506 1.007 1.517 29

0.000 0.006 0.007 0.017 0.0% 1.2% 1.4% 1.2% 西安工业大学学士学位论文 2.000 2.500 2.019 2.521 0.019 0.021 0.9% 0.8% 6.4小结

PCB布线的好坏直接影响着电路工作的可靠性，所以在布线时需要对布线规

则和所用元件PCB封装做一些了解，要求做到线于线之间相交的次数最少，无直角连线。在调试上，如果电路出现问题，可根据问题分析可能问题所在模块，然后在根据模块设计时的功能要求去排错修改。另外根据表6.1去评价设计是否满足设计指标要求。若显示电压与实际电压的误差在误差范围之内，则表示系统运行正常；若显示电压与实际电压的误差很大，则有可能是校零电阻没有调整，可以进一步的校准。

7 结论

7.1主要结论

本论文通过参阅大量相关文献，了解现有数字电压表的设计原理和发展方向，在总结了前人经验的基础上，采用单片机为核心控制单元，实现了通过软件来对数据进行处理。在设计中为了节省单片机的端口资源，采用了可以和单片机进行串行通信的显示驱动芯片ZLG7289。另外，考虑到系统到抗干扰性，在电路设计中加入了去耦电容，零欧电阻等用来抗干扰的元件；在电路制作中，PCB严格按照布线规则进行布线，这一措施使系统的可靠性得以提高。在程序设计中最大限度的减少程序缺陷，使程序合理合序运行。最后，通过反复调试，各硬件电路的参数已经确定，系统软件程序也调试完成，系统各项工作指标已满足。

通过本课题的研究，从原理图的设计到PCB板子的绘制、从实际硬件电路的搭建、调试到软件系统程序的编写、调试，所有工作形成了一个完整的系统。整个工作过程培养了我独立研制的能力，也培养了我工程学的思维能力，让我受益匪浅，为我以后的工作奠定了基础。当然也还存在很多问题，望各位老师批评指正，提出您的宝贵意见。

7.2进一步工作及展望

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西安工业大学学士学位论文 通过实验，证明了本电压表的设计方案的可行性，并且有着很好的开发前景，现就本设计以后完善及功能扩展总结为以下几点：

1．调校问题。电路在制作时没有考虑ADC0809参考电压要求，所以对电源要求较高为稳定6V。要解决这个问题，可以从两个方面考虑：a.从硬件考虑，给ADC0809参考电压输入端加装滤波、稳压、可调分压电路，具体电路由一个滤波电容、稳压二极管，可变电阻组成。b.从软件考虑，可以拟合一条曲线，经单片机处理对不准确的量化值进行修正。这也是本电路采用单片机后灵活性的体现。并且按照这样做，还可以节省印刷PCB板的面积，降低了制作费用。

2．精度的提高。由于设计指标要求的精度不是很高，所以用8位AD转换和程序中求多次电压平均值的方法就能充分满足设计要求。但是对于本设计，如果要得到更高的测量精度，可以通过改进程序的方法实现。例如：按误差理论中的计算方法处理数据。

3．扩展问题。设计指标要求测量范围是0V～+5V。但是实际中要测量的范围多种多样，要测量的度量也不相同，比如温度、压力、湿度等等，所以本电压表在实际应用中还需要根据具体应用环境附加合适的电路完成要求功能。比如要测量高电压时就要加分压电路，要测温度时就要加温度传感器（把温度变为电压量），测不稳定电压要加采样保持电路等等。也就是说，本设计的电压表相当一个表头，在需要数字化显示的仪表中有着广泛的应用。

4．端口的利用。由于设计中采用了SPI串行总线，芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，这样就有足够的端口供以后使用，比如：设计中采用的A/D转换是ADC0809，它能对8路信号进行AD转换，为了利用这个特点，可以方便的在单片机上取三个端口用于ADC0809的地址输入。

总之，由于设计中采用了单片机，而单片机的应用如今已经在工业、电子等方方面面展示出了它的优越性，利用单片机设计电路逐渐成发展趋势，它与外围的简单电路再加上优化程序就可以构建任意的产品，使得本设计成为现实。随着单片机的日益发展，它必将在未来显示出更大的活力，为电子设计增加更多精彩。

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致谢

在毕业设计完成时，作者不由的想起大学最后这一学期的学习生活。在这里，作者首先要感谢的是导师刘群华、韩峰老师这几个月来给予的关心与指导，尤其是他们一丝不苟的科研态度、高度的事业心和责任感时刻感染着作者；老师不仅教授给作者知识，更教给作者做人的道理、做学问的态度，这些都将使作者终生受益，恩师的教导将永不忘记，再一次忠心的感谢老师苦心培育之恩。同时也忠心感谢在做毕业设计的过程中给予作者帮助和关心的老师、同学和朋友们。这里向他们表示深深的谢意，感谢你们这些年来为作者所付出的艰辛和无私的奉献。

在此，忠心的向在百忙之中审阅作者论文的各位老师表示最诚挚的感谢。

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