论文：开题报告.doc

本科生毕业设计开题报告题目高精度数字电流表专业电子信息工程班级电子 0 91班姓名王旭特指导教师许森所在学院信息科技学院开题时间 201 2年12月一、选题的背景与意义随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现, 特别是单片机的出现, 正引起测量、控制仪表领域新的技术革命。采用单片机作为测量仪器的主控制器, 这种以单片机为主体的新型智能仪表将计算机与测量控制技术结合在一起, 在测量工程自动化, 测量结果所举处理以及功能的多样化方面取得了巨大的进步[1] 。基于单片机的智能综合仪表是基于智能化、数字化、网络化、新一代智能仪表的设计理念, 采用智能调理、灵巧总线、工业网络、液晶显示、电子储存技术、综合指示仪表、调节仪表、计算仪表与记录仪表功能。具有高测量控制精度、工可靠性稳定性的特点。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题(一)研究的基本内容利用单片机对整个系统进行总体控制, 采用数字化测量技术, 把连续的模拟量( 直流输入电流) 转化成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电流表功能单一, 精度低,不能满足数字化时代的需求采用单片机的数字电流表,精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便。本次设计要具体目标是设计出一个基于单片机的利用 A/D 转换技术把电压量从数码管中显示出来的高精度数字电流表[2]。研究的主要内容如下: 1 .熟悉单片机的最小系统和基本应用。 2 .理解数字电流表的基本原理。 3 .理解 AD 芯片的基本工作原理。 4 .设计硬件电路,用 PROTEL 画出电气原理图和 PCB 图。 5 .编写软件程序,实现数字电流表的基本功能。 6 .完成相关的功能测试。(二)主要技术问题以单片机和 AD 转换为核心, 16位 A/D 转换器, 理论上测量连续信号的数字电流表理论设计精度可达到 16 位,显示精度达到 ,设计分为硬件电路和软件编程两部分。硬件方面:电源供电模块,单片机模块, AD 转换模块,电流显示模块。软件方面: 通过程序编写将采集的数据进行分析同时结合单片机的处理正确得出所测电流,主要部分有: AD 部分,显示部分。三、研究的方法与技术路线(一)电流表设计方案方案一:实用数字电路实现,采用译码芯片 CD4543 作为借口芯片,本方案可实现功能但是稳定性不高电路复杂,灵活性不高,效率低,对各路信号处理比较困难[3]。方案二: 采用单片机作为系统的控制单元, 通过 A/D 转换将被测值转换为数字量送入单片机中再有单片机来送显,采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分,使系统硬件简洁化, 各类功能易于实现,能很好地满足题目[4]。由于方案二各类功能易于实现, 成本低功耗低显示稳定, 所以选择单片机为核心的数字电流表最为合适。(二)电流表系统整体结构系统主要由电源模块, 单片机系统, A/D 转换模块和显示模块四大部件组成。整体系统结构如下图 1 所示: 图1 系统整体框图(三) 各个模块的设计方案和实现 1、电源模块的选择和设计电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器,其特点是可为专用集成电路( ASIC )、数字信号处理器(DSP) 、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FPGA) 及其他数字或模拟负载提供供电[5]。方案一: 采用 LM117 作为可调稳压电源模块的核心, LM117 能够服务