智能双路数字电压表设计说明书.doc

微机原理及接口技术 课程设计说明书 课 题： 智能双路数字电压表 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子1303 姓 名： 学 号： 指导老师： 王亚林 蔡文培 目录 一，设计任务与目的 - 3 - 1.1 设计课题 - 3 - 1.2设计目的 - 3 - 1.3设计任务 - 3 - 1.4设计要求 - 3 - 二，总体方案设计与方案论证 - 4 - 2.1 总体方案的设计与论证 - 4 - 2.2 开关量的方案设计与论证 - 4 - 2.3 显示查表的方案设计与论证 - 5 - 2.4 电压采集，计算方法的方案与论证 - 5 - 三，总体软件设计说明及总流程图 - 6 - 3.1 软件总体设计说明 - 6 - 3.2 系统总流程图 - 7 - 四，系统资源分配及数据定义说明 - 8 - 4.1 系统资源分配 - 8 - 4.2 硬件资源分配 - 10 - 五，局部程序设计说明 - 11 - 5.1 A/D采集子程序 - 11 - 5.2 标度转换功能 - 13 - 5.3 节拍设置功能 - 16 - 5.4 电压超量程报警功能 - 18 - 5.4 PB按键扫描程序 - 19 - 六，系统功能与操作说明 - 20 - 七，课程设计总结 - 21 - 附录：源程序清单 - 22 - 设计任务与目的 设计课题 智能双路数字电压表 1.2设计目的 通过小型微机应用产品的设计与调试过程，运用《微机原理及接口技术》课程所学的基本知识，在设计中加以应用，进而得到理解、巩固和提高，学习掌握分析与解决实际问题的方法与手段，提高设计、编程与调试的实际动手能力，作为工程技术工作的一次基本训练。 1.3设计任务 设计一个以单片机为核心的智能双路数字电压表，通过多选一电子模拟开关及A/D转换器巡回采集两路被测电压的数据，进行信号处理及标度变换，以一定的节拍时间交替显示，应有显见的符号标示被测信号源回路，并可通过按钮开关操控冻结或切换显示，可通过键盘进行参数设定，编程并在单片机实验板上模拟调试实现。 1.4设计要求 基本设计要求 1、八位LED 7段数码管显示当前检测回路的标识、电压值及其单位或其他界面信息。 2、电压测量范围0V~4.96V，应有输入被测电压超量程判断及提示。 3、应采取数字滤波技术提高测量与显示的稳定性。 4、基本显示模式为：两路被测电压值按设定的节拍交替测量与显示，电压值保留二位小数。 5、设置一个“冻结”按钮开关以操控进入或退出当前回路的冻结显示方式，冻结显示期间每约0.5S更新一次测量值。 6、设置一个“切换”按钮开关以操控强行切换显示下一检测回路数据。 7、对开关量输入信号须进行软件消抖动处理。 8、键盘设定交替测量显示的节拍范围为0.5S~5.0 S，设定分辨率0.1V，设定界面应有醒目的当前修改位提示。 9、无操作时间超过30秒钟后自动恢复为基本的运行状态。 1、开机进行接口部件及数码显示器、指示灯、讯响器等自检。 2、每隔一定的时间，穿插显示实时钟信息一定的时间，通过键盘设定其间隔参数。 3、扩展显示模式二：同时显示两路电压测量数据，每约0.5S更新一次测量值，电压值保留一位小数。设置一个“模式”拨动开关以选择两种显示模式之一。 4、超上限告警功能，通过键盘设定电压上限值范围为0V~4.96V ，监测到某回路电压超上限时有相应显示内容的闪烁提示、超上限LED指示灯亮、讯响告警及继电器触点输出控制功能。 5、实现带有回差的超上限告警功能，通过键盘设定回差值的范围为±0 .10V~±0.50V，设定回差分辨率0.01V。 6、添加超下限告警功能。 6、添加多挡量程功能，如1.24V量程、0.31V量程。 8、其他功能扩展。 2.1 总体方案的设计与论证 根据课题要求，需要采集两路电压值，按一定的节拍巡回显示两路电压值，并可以冻结显示任何一路的电压值，切换显示下一路的电压值。同时系统要求可以修改显示的节拍时长，电压的上限告警电压，下限告警电压，插入显示时钟信息等多种工作方式。所以本系统需要用到大量的按键操作。按键的判断与子程序的调用是关键，因此设定不同的按键触发不同的进程码，程序根据不同的进程码执行不同的子程序，从而实现不同的操作和功能。 2.2 开关量的方案设计与论证 方案一、表决法 由于单片机按键存在抖动，表决法容易造成误判和重复操作，所以本系统为了稳定性决定使用滚动滤波法。 方案二、滚动