电子实习实验报告
多量程数字电压表
目 录
一、前言……………………………………………………………2
二、系统方案的选择和论证………………………………………………2
2.1 数模转换模块 …………………………………………………………………2 2.2 模拟数据采集处理模块 ………………………………………………………2 2.3译码显示模块 …………………………………………………………………3 2.4 AC-DC转换模块 ………………………………………………………………3
三、 详细软件硬件设计 ……………………………………………………3
3.1所采用实验方案的原理…………………………………………………………3 3.2硬件设计部分 …………………………………………………………………4 3.3软件设计部分 …………………………………………………………………8
四、 测试数据与结果分析 ………………………………………………… 9
4.1测试仪器…………………………………………………………………………9 4.2测试数据…………………………………………………………………………9 4.3测试数据分析…………………………………………………………………10
五、实验心得……………………………………………………………14 六、参考文献……………………………………………………………14
七、附录………………………………………………………14
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一、前言
本数字电压表可以对直流电源和交流电压进行比较准确的测量。其中直流部分的测量范围是0-20V，分为三个档位：0-0.2V，0.2V-2V，2V-20V。该直流电压表的测量电路主要由三个模块组成：模拟数据采集处理模块、A/D转换模块及译码显示控制模块。模拟数据的采集处理模块由模拟电路部分完成。A/D转换模块主要由芯片ADC0809来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到AT89S51单片机进行数据处理。译码显示模块是单片机将译好的数据传送到由74LS244驱动的4位7段数码管进行显示。交流部分的测量范围是0-5V，测量的是交流电压的有效值。该交流电压表的测量电路由三个模块构成：AC-DC转换模块、电压补偿模块、直流电压表测试模块。其中AC-DC转换模块由AD637完成。电压补偿模块对AD637的非线性部分进行补偿，由LM324完成。直流电压表测试模块由直流部分完成。
关键字：AT89S51，数模转换，AC-DC转换，数码管显示
二、 系统方案的选择和论证
2.1数模转换模块
方案一：用分离元件完成数据采集AD转换的功能。该方案由于需要大量的元器件，实现起来比较复杂，而且精度不易控制。
方案二：选则集成芯片ADC0809。ADC0809的采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8个单断模拟输入信号中的一个进行A/D转换。由于本实验要求的测量误差是<=1%,显示精度是0.01V，本设计采用ADC0809就可以满足要求。ADC0809的分辨率是1/28，量化间隔为?=
满量程输入电压/28-1，完成一次转换的时间是100us。适合此设计使用。 方案三：采用其他采样频率位数更高的AD转换芯片，如积分型（如TLC7135）、压频变换型（如AD650）、调制型（如AD7705）、并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）。这些AD转换芯片各有各的特点。单本实验只需要采用常用的、性价比高的芯片就可以完成。
2.2模拟数据采集处理模块
方案一：不加另外的模拟电路，直接让ADC0809采集输入电压。对于此设计不可行。因为ADC0809只能对0-5V的模拟电压进行采样，而要求对0-20V的电压进行处理，故淘汰此设计。 方案二：用滑动变阻器对输入的电压进行分压，实现了对比较大的电压进行采样的目的。再对不同的分压后的电压进行不同的处理放大，这样可以避免ADC0809对比较小的电压采样误差较大的弊端。所以分压与放大两部分电路结合成功完成数据采集处理模块。
2.3译码显示模块
方案一：用CD4511进行译码，四位七段数码管进行显示。因为CD4511可将BCD，码转
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