毕业论文数字电压表毕业设计智能数字电压表设计智能数字电压表设计摘要随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面发生了巨大的变化，形成一种新一代的测量仪器——智能仪器。
目前大多数的传统仪器都有了相应的智能替代产品，还出现了不少全新的仪器类型和测试系统。
论文主要介绍了利用A /D转换器MC14433、AT89S51单片机和LED数码管构成具有三位半显示、4档量程的智能数字电压表。
电压表同时还具有标定（AX+B），自动零点调整和上下限报警（LMT）等功能。
本次设计主要讲述了电压表的构成和怎样实现各个硬件部分的通信，以及主体部分的程序实现。
利用所学的单片机知识来编写控制程序，利用电子电路的知识来设计硬件之间的连接。
智能数字电压表具有精度高，抗干扰能力强，还具有很强的数据处理能力。
关键词：数字电压表AT89S51 MC14433AbstractWith the technological development of computer and microelectronics, and with the appearance of siglechip and fast development, It makes a lot of change in tradition electronic apparatus of measure.A new kind of electronic apparatus of measure is appear.Now,most of traditional testing measure have substitute that is aptitude instrument, also come from more new apparatus types and test systems.This paper mainly introduce the d igital voltage meter consist of A/D swith utensil the type is MC14433, the singlechip type is AT89S51 ,and display of LED which is have three bit display.The digital voltage meter’s function is have 4 bit display ,demarcate (Ax+B), self-motion zero adjust,and the limit of fluctuate.This paper introduce how to make of the digital voltage meter and how to come ture the communicate between of hardware with use the language of singlechip . The advantage of d igital voltage meter is high precision,the ability of anti-jamming is very strong,and the ability of data processing is very strong too.Keywords: digital voltage meter, AT89S51, MC14433目录摘要 (I)Abstract........................................................................................................ I I 目录............................................................................................................... I II 前言.. (5)1概述 (7)1.1智能数字电压表结构 (7)1.2智能数字电压表功能及技术指标 (8)2硬件电路设计 (11)2.1 MCS-51系列单片机介绍 (11)2.1.1概述 (11)2.1.2 AT89S51单片机 (14)2.2 模拟部分电路设计 (16)2.2.1 输入电路 (17)2.2.2 A/D转换电路 (18)2.3人机接口电路设计 (21)2.3.1键盘与接口 (21)2.4.2 LED显示及接口 (24)3程序设计 (28)3.1 主程序 (28)3.2 测量子程序 (29)3.3 键扫描子程序 (30)3.3.1 0号键处理程序 (32)3.3.2 1 号键处理程序 (33)3.3.3 2号键处理程序 (34)3.3.4 3号键处理程序 (34)3.4显示测量子程序 (35)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附件智能数字电压表原理总图 (41)前言在传统的数据测量中，许多仪器都是在内部进行简单的设计。
例如，在电压表中串联一个比较大的电阻，和电压表本身的电阻构成了电压表的内阻，根据内阻大小的不同，它的量程也不同。
这种仪器线路简单，测量精度不高，抗干扰能力不强。
在许多的领域中迫切的需要一种精度高，抗干扰能力强的仪器来代替它。
随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面发生了巨大的变化，形成一种新一代的测量仪器——智能仪器。
目前大多数的传统仪器都有了相应的智能替代产品，还出现了不少全新的仪器类型和测试系统。
智能仪器实际上是一个专用的微型计算机系统，它由硬件和软件两部分组成，智能仪器的特点：1、智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制，从而使仪器的棉面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连智能仪器广泛使用键盘，使面板的布置与仪器的功能部件的安排可以安全独立地进行，明显改善了仪器前面板及有关功能部件结构的设计，这样既有利于提高仪器技术指标又方便了仪器的操作。
2、微处理器的应用极大的提高了仪器的性能。
例如，智能仪器利用微处理的运算和逻辑判断功能，按照一定的算法可以方便地消除由于飘移、增益的变化和干扰等因素引起的误差，从而提高了仪器的测量精度。
智能仪器除具有测量功能外，还具有很强的数据处理功能，从而使用户从繁重的数据处理中解放出来。
3、智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便地实现量程自动转换、触发电平、自动调整、自动校准、自诊断等控制，有力地改善了仪器的自动化测量水平。
例如，智能仪器一般都具有自诊断功能，当仪器发生故障时，可以自动检测出故障的部位并能协助诊断故障的原因，甚至有些智能仪器还具有自动切换备件进行维修功能，极大地方便了仪器的维护。
4、智能仪器具有友好的人—机对话能力，使用人员只需通过键盘打入命令，仪器就能实现某种测量和处理能力，与此同时，智能仪器还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉使用人员，使人—机之间的联系非常密切。
5、智能仪器一般都配有GP-IB或RS-232接口，使智能仪器具有可程控操作的能力。
从而可以很方便地与计算机和其他仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统，来完成复杂的测试任务。
本设计采用了AT89S51作为电压表的微处理芯片，MC14433A/D 转换器作为仪表的A/D转换部分，实现模拟量到数字量的转换。
通过对智能数字电压表的设计，了解智能数字电压表的工作原理、产生条件，通过对各部分模块的工作原理、组成结构的了解，通过设计方法、步骤、概念加深了对所学知识的实际运用能力和组合连惯。
1概述随着微处理技术的快速发展电子测量与仪器和计算机技术的结合，给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
微处理器在70年代初期问世不就久，就被引进到电子测量与仪器领域中，所占比重在各项计算机应用领域中名列前矛，在这之后，随着微处理器在体积小、功能强、价格低等方面的进一步发展，电子测量与仪器和计算机技术愈加紧密，形成了一种全新的微机化仪器，即“智能仪表”。
电压测量是电子测量中最基本的测量内容。
这是因为其他电量和非电量的测量是先转化为直流电压尔后再进行测量，所以电压测量具有非常广泛的意义。
1.1智能数字电压表结构智能数字电压表是指以微处理器为核心的数字电压表，典型结构如图 1.1所示。
其中专用微机部分包括微处理器芯片、存放仪器监控程序的存储器ROM和存放测量及运算数据的存储器RAM等。
用于测量的输入/输出设备有：输入电路、A/D转换器、键盘、显示器及标准仪器接口电路等。
仪器内部采用总线结构，外部设备与总线相连。
图1.1 智能数字电压表的结构图智能数字电压表的测量大致分为三个主要阶段：首先在微处理器的控制下，被测电压通过输入电路、A/D转换器的处理转变为相应的数字量，存入到数据存储器中；接着微处理器对采集的测量数据进行必要的处理，例如计算平均值、减去零点漂移等；最后，显示处理结果。
上述整个过程都是在存放ROM中的监控程序的控制下进行的。
1.2智能数字电压表功能及技术指标采用微处理器以后，仪器在外观、内部结构以及设计思想等方面都发生了重大变化。
智能数字电压表不再仅有测量功能，同时还具有很强的数据处理能力，这些数据处理功能是通过按不同的按键，输入相应的常数，调用相应的处理程序来实现的。
不同型号的智能数字电压表设置的处理功能有所不同，相同的处理功能其表达式也不一定相同，但一般可以用下列表达方式来代表：1．标定（AX+B）R=AX+B式中：R---最后的显示结果；X---实际测量值；A，B---由面板键盘输入的常数。
利用这一功能，可将传感器输出的测量值，直接用实际的单位来显示，实现标度变换。
2．极限（LMT）即上下限报警功能。
利用这一功能可以了解被测量是否超越预置极限的情况。
使用前，应先通过面板键盘输入上下限H和下限值L。
测量时，在显示测量值x的同时，还将显示标志H，L或P，表明测量结果超上限、超下限或通过。
3．自动零点调整仪器零点漂移的大小以及零点是否稳定是造成测量误差的主要来源之一。
消除这种影响最直接的办法选择优质输入放大器和A/D转换器，但这种办法代价高，而且也是有限度的。
智能电压表的自动零点调整功能，可以较很好的解决这个问题。
自动零点调整功能的原理图可用图 1.2所示的原理框图来说明。
首先微处理器通过输出口控制继电器吸合使仪器输入端接地，启动一次测量并将测量值寸入RAM的某一确定单元中。