基于STM32的简易数字电压表的设计与实现.doc

课程设计报告 学 院（系）： 机械电子工程学院 专 业： 测控技术与仪器 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： 简易数字电压表 起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 目 录 第1章 简易数字电压表设计方案论证 1 1.1 简易数字电压表的应用意义 1 1.2 本次课程设计的目的 1 1.3 简易数字电压表设计的要求及技术指标 1 1.4 设计方案论证 2 1.5 总体设计方案框图及分析 2 第2章 简易数字电压表各单元电路设计 2 2.1 A/D转换及数据处理 2 2.2 串口通信 7 2.3 LCD显示电路设计 7 第3章 电路原理图和PCB板的设计 8 第4章 系统软件程序设计 9 第5章 设计总结 16 参考文献 17 摘要 本文以ARM系列的STM32芯片为核心设计了一个简易数字电压表。简易数字电压表采用模数转换思想来实现,通过硬件电路和软件程序相结合,可输出自定义测量电压,通过调节模数转换电位器使在一定范围内可任意改变。输出的电压格式和精度的改变通过软件控制，输出电压的大小的改变通过硬件实现。介绍了的生成原理、硬件电路和软件部分的设计原理。该简易数字电压表具有体积小、价格低、性能稳定、功能齐全的优点。 关键词:简易数字电压表;STM32F103;AD转换; 第一章 简易数字电压表设计方案论证 1.1 简易数字电压表的应用意义 数字电压表简称DMV，它是采用数字化测量技术设计的电压表。数字电压表的优良特性深受人们的青睐。具体有以下的应用特点： 显示清晰直观，读数准确。 准确度高。 分辨率高。 测量范围宽。 扩展能力强。 测量速度快。 输入阻抗高。 集成度高、微功耗。 h) 抗干扰能力强 1.2 本次课程设计的目的 了解STM32f103内部A/D转换性能及编程方法。 学会使用A/D转换器进行电压信号采集。 了解uCosII系统工作原理。 1.3 简易数字电压表设计的要求及技术指标 设计要求：利用STM32F103内部A/D及2.8寸TFT液晶屏，设计完成一个数字电压表。要求：数字电压表可测量0-5V输入电压，电压值通过液晶屏显示。 工作原理及设计思路：简易数字电压表的设计由A/D转换.数据处理及显示控制等组成。利用STM32F103内部A/D转换器将模拟电压转换成数字量，经STM32F103计算将数字量转换成对应的电压值，并通过液晶屏输出。 1.4.设计方案论证 数字电压表的基本组成部分是A/D变换器+电子计数器。通常，被测直流电压经A/D转换器变为与之成正比的闸门时间，在此闸门时间内计数，用数字显示被测电压值。可见A/D变换器是DVM的核心部件。本课设上采用的是单片A/D转换器（含模拟电路与数字电路）集成在一片芯片上，配以LCD或LED数字器件后能显示A/D转换结果的集成电路。它们均属于大规模的集成电路，能以最简的方式构成DVM。在此采用ICL7106A/D转换器。但由于STM32F103内部集成了A/D转换器，所以不需要外围的A/D转换器，这就体现了STM32得集成特性。 1.5总体设计方案框图及分析 LCD显示STM32F103控制逻辑 LCD显示 STM32F103控制逻辑 RC滤波器 RC振荡器 RC振荡器 分频器 第二章 简易数字电压表各单元电路设计 简易数字电压表的设计由A/D转换.数据处理及显示控制等组成。由于STM32F103集成了A/D转换.数据处理部分，所以可以集中在一起研究，所以分成了两部分。 2.1 A/D转换及数据处理 1）基本型号介绍 首先我们先研究STM32系列芯片的基本知识。由图1可知STM32F103ZET6有144个引脚，所以我们来了解他的基本型号与代码之间的关系。 图1 STM32系列产品命名规则 示例： STM32 F 103 C 8 T 6 A xxx 产品系列STM32 = 基于ARM?s22的32位微控制器产品类型 F = 通用类型产品子系列 101 = 基本型 102 = USB基本型，USB 2.0全速设备 103 = 增强型 105或107 = 互联型引脚数目 T = 36脚 C = 48脚 R = 64 脚 V = 100脚 Z = 144脚 闪存存储器容量 4 = 16K字节的闪存存储器 6 = 32K字节的闪存存储器 8 = 64K字节的闪存存储器 B = 128K字节的闪存存储器 C = 256K字节的闪存存储器 D = 384K字节的闪