附录 1：单片机程序 附录 2：软件流程图 附录 3：硬件电路图
《武汉理工大学现代仪器课程设计》
第 1 章绪论 1.1 概述
随着我国经济的迅猛发展和科学技术的进步，自动化控制技术逐渐在国民生产 生活中扮演重要角色，然而自动化技术由于其高精度，高可靠性著称，顾其发展离不开 测量仪器，而智能仪器以其高精度，高可靠性，抗干扰能力强等特点而广泛应用于自动 化技术的计量测试中，因而对于电子，电气工程人员和测试技术与仪器专业的学生来说 掌握虚拟仪器这门课显得极为重要。
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学 号： ******************
课程设计
题目 学院 专业 班级 姓名 指导教师
虚拟电压表设计 机电工程学院 测控技术与仪器
测控**** *武汉理工大学现代仪器课程设计》
目录
第 1 章绪论.......................................................................................................................................2 1.1 概述 ....................................................................................................................................2 1.2 课程设计任务.....................................................................................................................2
4.2 上位机部分软件设计.......................................................................................................10 4.2.1 Labview 介绍 .........................................................................................................10 4.2.2 上位机前面板........................................................................................................10 4.2.3 上位机程序框图....................................................................................................11 4.2.3.1 串口通讯程序...........................................................................................11 4.2.3.2 数据保存程序...........................................................................................12 4.2.3.3 电压报警程序...........................................................................................12 4.2.3.4 上位机总程序图.......................................................................................13
第 5 章系统仿真分析.....................................................................................................................13 第 6 章误差分析及处理.................................................................................................................15 第 7 章成本分析.............................................................................................................................15 第 8 章小结.....................................................................................................................................16 参考文献：..................................................................................................................................... 16 附录：
3.2 A/D 转换电路 .....................................................................................................................4 3.2.1 LTC1865 芯片介绍 ...................................................................................................5
1.2 课程设计任务
初始条件： 1.设计一个智能化的虚拟电压采集、测量、监控系统，该系统以单片机和虚
拟仪器技术为核心并具有如下功能：
(1).能对 0-5V 范围变化的模拟信号进行连续采样，并在 PC 机中进行实时显 示，采样频率不低于 10Hz；
(2).具有数据记录功能，能够将采集到的数据以文件形式保存在 PC 机中； (3).能对系统存在的随机误差和系统误差进行校正； (4).系统具有自动量程选择功能，量程至少 4 档可调； (5)..具有自动电压监控功能，当采样值大于 4V 时，点亮报警指示灯; 2.要求完成的主要任务： (1)合理设计系统总体方案，并画出方框图； (2)正确选择 A/D 和 PGA，要求系统测量最大量程时，测量分辨率达到 1mV 以内，最小量程时测量分辨率达到 1uV 以内； (3)要求系统具有随机误差和系统误差校正功能，具有自动量程选择功能； (4)PC 机软件由 LabVIEW 或 C/C++等编程实现，要求操作方便，界面美观； (5)设计说明书应详细说明设计思路、特点和电路工作原理；
3.3 程控放大器电路.................................................................................................................6 3.3.1PGA202 芯片介绍.....................................................................................................6
第 2 章方案设计及论证
本设计分上位机和下位机两部分。下位机主要负责数据的采集及处理，由于要求采
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集的直流电压范围为 0～5V， 最大量程时测量分辨率达到 1mV 以内，最小量程时测量 分辨率达到 1uV 以内，顾本次设计的虚拟电压表采用 16 位 AD。由于要求可以进行量 程转换，且量程至少 4 档可调 ，顾采用的程控放大器为 PGA202，其转换量程为设计分 为 0～5mV， 5mV～50mV， 50mV～0.5V， 0.5V～5V 四个档。上位机负责对采集数 据的显示、分析和监控。智能化虚拟电压表系统原理框图如图 2.1 所示，其主要由输入 电路、程控放大器电路、 A/D 转换电路、52 单片机最小系统、Labview 上位机显示软 件构成。程控放大器电路是根据前级直压信号的大小，再通过 A/D 转换， PGA 自动选 择放大倍数的信号处理方式来实现；52 单片机根据 A/D 转换的结果控制程控放大器转 换电路选择合适的量程从而实现自动量程选择， 并将转换得到的数字量进行软件滤波 和系统误差校正，再转换成电压模拟量送至 Labview 软件构成的上位机进行显示处理。
4.1 单片机部分软件设计.........................................................................................................7 4.1.1 A/D 采样函数 ..........................................................................................................7 4.1.2 PGA202 放大倍数选择函数....................................................................................8 4.1.3 自动量程选择函数.................................................................................................9