開放性實驗設計報告
專業班級： 測控081
學生學號： 108034013
學生姓名： 陸天德
指導教師： 潘文誠
設計時間： 2023年10月~12月
自動化與電氣工程學院
設計課題題目： 基於微控制器的儀器儀表設計
一、設計任務與要求
1．利用微控制器最小系統設計直流電壓表；
2．測量精度為0.001mv；
二、硬體原理及單元電路分析
最小系統的晶元為stc12c5410ad系列，內建有8路通道10位高速ad轉化器。上電復位後，p1口為弱上拉型i/o，可以通過軟體設定將8路中的任何一路設定為a/d轉換，不需作為a/d轉換使用的口課繼續作為i/o口使用。
1. stc12c5406ad單元電路分析
待測電壓從p1.0引腳輸入，經內建a/d轉換器將直流模擬訊號轉化為數碼訊號。
2. 74ls138解碼電路分析
a b c引腳分別與微控制器的p1.7 p1.6 p1.5 相接
當p1.7 p1.6 p1.5 輸出不同的電平組合時，依次在10到15引腳輸出低電平，即實現依次選中y0到y5 六個數碼管。
微控制器選中數碼管的位碼採用查表方式，將位碼內容送累加器a，然後帶進製左迴圈把高3位依次送到a b c ，如此，選中乙個數碼管。
真值表如下
由上表可得待查表應為：
1010 0000b, 1000 0000b, 0110 0000b，0100 0000b，0010 0000b，0000 0000b
寫為十六進製制即為tab: db 0a0h,20h,0c0h,40h,80h,00h
單元電路原理圖
3．74ls164擴充套件並行輸出口單元電路
(1) 164 為 8 位移位暫存器,其功能說明如下：
當清除端（clear）為低電平時，輸出端（qa－qh）均為低電平。 序列資料輸入端（a，b）可控制資料。當 a、b任意乙個為低電平，則禁止新資料輸入，在時鐘端（clock）脈衝上公升沿作用下q0 為低電平。
當a、b 有乙個為高電平，則另乙個就允許輸入資料，並在clock 上公升沿作用下決定q0 的狀態。
(2)引腳功能：
clock ：時鐘輸入端
clear： 同步清除輸入端（低電平有效）
a，b ：序列資料輸入端
qa－qh： 輸出端
(3)內部邏輯圖
（4）真值表
74ls164單元電路原理圖
三、軟體原理及框圖闡述
四、總原理圖及元器件清單
1．總原理圖
2．元件清單
五、軟硬體除錯
1．除錯過程描述
（1）調整顯示延時時間，使顯示穩定，並連續將測得電壓輸出
（2）stc12c5406ad系列微控制器的參考電壓源是輸入工作電壓vcc，由於vcc不確定，大致在5v附近，故應進行除錯，使得輸出電壓準確。具體除錯方法為：在16進製制轉化為bcd碼時，先把16進製制結果乘以適當值，再轉化。
測得結果和標準電壓表測得值比較，當兩者相近時，即可確定除錯值。
六、效能測試與分析
經測試，電壓表測量同一電壓（5v以內），和標準電壓表的示值誤差在0.002mv以內。
七、結論與心得
通過這次的智慧型儀器課程設計，深刻體會到理論學習與實踐動手操作之間差別。很多知識點在課本上看似都理解了，但時需要運用到實際軟硬體中時，往往覺得很陌生，一時之間束手無策。只有通過這樣不斷的強化訓練，才能真正靈活使用微控制器，並提高自己的創新能力。
八、參考文獻
[1] 張文榮.模擬電子技術課程教學新探[j]. 河北能源職業技術學院學報.2004,4(3).
[2] 餘道衡，徐承和. 電子電路手冊[m]. 北京：北京大學出版社，1996
[3] 康華光，電子技術基礎. 高等教育出版社，2006,
[4] 潘永雄，新編微控制器原理與應用，西安電子科技大學出版社，2007
[5] 張毅剛，新編mcs-51微控制器應用設計，哈爾濱工業大學出版社，2007
[6] 趙建領，51系列微控制器開發寶典，電子工業出版社，2007
附錄： 軟體清單
基於微控制器的數字電壓表設計開題報告 原稿
渭南師範學院本科畢業設計 開題報告表 課題題目基於微控制器的數字電壓表設計 學生姓名宋博 所學專業電氣工程及其自動化 導師姓名陳煒 報告日期2012年3 月7日 渭南師範學院教務處制 關於本科畢業設計 開題報告的規定 為切實做好本科畢業設計 的開題報告工作，保證 質量，特作如下規定 一 開題報告是本...
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