1、本科生毕业论文（设计）开题报告表论文(设计)名称 交流电压数字化测量装置的优化设计论文（设计）来源 导师选题论文设计（类型） 设计 指导教师学生姓名 学号 专业 电子信息工程一、 研究或设计的目的和意义：数字化交流电压测量装置，目前最主要的有数字电压表，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量(交流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，避免了读数的视差和视觉疲劳不能满足数字化时代的需求。采用单片机的电压数字化测量装置，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D转换器构成的交流电压数字化测量装置
2、，交流电压数字化测量装置，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等测量领域，显示出强大的生命力。与此同时，由数字电压表扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。 电压数字化测量装置(数字面板表)是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量工具有关数字电压测量装置的书籍和应用已经非常普及了。电压数字化测量装置的主要技术指标：测量范围、显示位数、测量速度、分辨率。二、研究或设计的国内外发展趋势：电压数字化测量装置，它出现在上世纪60年代末发展起来的电压测量仪表，数字电压测量装置最初是伺服步进电子管比较式，其优点是准确度比较高，但
3、是采取速度较慢，体积重达几十公斤。继之出现了谐波式电压表，它的速度方面稍有提高但准确度低，稳定性差，再后来出现了比较式仪表改进逐次渐进式结构，它不仅保持了比较式的准确度高的优点，而且速度也有了很大的提高，但它有一个缺点就是抗干扰能力差，很容易受到外界因素的影响，随后，在谐波式的基础上引申出阶梯波式，它的唯一进步就是成本降低了，可是精确度，速度及抗干扰能力都未提高。而数字电压测量装置的发展已经非常成熟，从制作原件看，发展到集成电路，准确度已经有了很大的提高，精度非常的高了，读数速度达到每秒几万次，而相对以前价格已经降低了很多。电压数字化测量装置是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种
4、基本工具。电压数字化测量装置的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的电压数字化测量装置各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步处理，传统数字电压测量装置是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压测量装置，既可以完成测量数据的传递，又可以借助PC做测量数据的处理。3、主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路：本设计主要由信号采集放大模块、A/D转换模块、时钟计时模块、显示模块、与上位机(PC 机) 通信模块等几个功能模块组成。采用了 V/F(电压频率转换)器件LM331与单片机配合完成A/D转换的工作，低温漂放大器 OP-07完成电压信号的采集和放大。选用PI
5、C16C63 芯片进行数据处理。四块八段 LED进行显示。MAX202作为电平转换芯片，用于通信部分的设计。在软件设计方面，通过固定周期内对脉冲信号计数计算电压值，采用了平均值数字滤波等软件抗干扰措施。采Delphi7 编写了上位机电压监控程序。完成单片机与PC机的通信。为测量仪表网络化提供了可能。思路：（1）解数字电压测量的基本概念和原理，熟悉不同量程方法之间的差别和其实现方法。（2）采用模拟量输入，能够测量的交流电压将显示在数码管上， “被测”交流电压改变时，数码管将实时刷新显示当前交流电压。（3）电压显示用 4 位的 LED 数码管显示，至少能够显示一位小数。（4）在软件设计方面，通过固
6、定周期内对脉冲信号计数计算电压值，采用了平均值数字滤波等软件抗干扰措施。采用 Delphi7 语言编写电压监控程序。完成单片机与 PC 机的通信。为测量仪表的网络化提供了可能。（5）熟悉数字电压测量装置的体系结构、实现方法及其原理。（6）数字电压测量装置测量范围：0750v。（7）此绘制数字电压测量装置相关原理图，框图。四、完成毕业论文（设计）所必须具备的工作条件及解决的办法：由于不太熟悉交流电压数字化测量的设计方法和有关的理论，所以本次设计将需要阅读大量的相关书籍、文章文献，这个可以通过校图书馆、网上书店、网上电子图书馆和导师指导等多渠道获得帮助。本次设计，需要用到计算机、电路设计软件、单片
7、机仿真软件等等，这些条件大部分我已经具备，欠缺的可以找老师帮忙或自己调查了解，或者借助软件完成。要做出一个结构复杂的多元件组合电路，那将会需要很多元器件及线路，由于这些元件连接级检验相对于复杂，进行真实操作有难度，所以本次设计以理论研究为主，图形绘制仿真等模拟为辅，尽量收集资料，熟悉所需要的设备特性。五、工作的主要阶段、进度与时间安排：设计分为四个阶段：第一阶段：（三月初到三月下旬）主要是阅读大量相关文章，搜集资料。第二阶段：（三月下旬至四月下旬）是整理阶段。确定整体思路和制定出论文的目录，并写出大概的提纲。第三阶段：（四月下旬至五月中旬）通过前期的准备，先写出大致的初稿。第四阶段：（五月中旬
8、到六月）将初稿交给老师进行审阅，然后对不足的地方进行反复修改，最后定稿。六、阅读的主要参考文献及资料名称：1 吴金戌，沈庆阳，郭庭吉编著 . 8051 单片机实践与应用M. 北京：清华大学出版社，2002. 2 周林等编著. 数据采集与分析技术M. 西安：西安电子科技大学出版社，2005. 3 基于单片机控制的新型交流电压表系统J. 微计算机信息，2008.4 吴昌东，吴学杰. 基于单片机的新型数字式电压表设计J. 微计算机信息，2008.5 张铮. Multisim 在单片机系统仿真中的应用J. 现代电子技术，2008.6 王伟，刘晓平. 高精度数字电压测量装置方案设计J. 仪表技术，200
9、7.7 李秋生，刘小燕. 基于 AT89C52 的某数字电压测量装置的设计J. 微计算机信息,2008.8 宋凤娟，孙军，李国忠. 基于 89c51 单片机的数字电压测量装置设计J. 制造业自动化.9 苗红霞. 单片机实现数字电压测量装置的软硬件设计J. 河海大学常州分校学报，2002.110 黄亮. 基于 HT46R51 单片机的数字电压测量装置设计J. 常州工学院报，200711 余永权ATMEL89 系列单片机应用技术M北京：北京航空航天大学出版社，2002.12 杨文龙单片机原理及应用M西安：西安电子科技大学出版社，1998，62-8013 孙涵芳，徐爱卿MCS-51 系列单片机原理及
10、应用M北京：北京航空航天大学出版社，1998.14 范立南，李雪飞，尹授远单片微型计算机控制系统设计M北京：人民邮电出版社，2004.15 ZharkovI ，Podolich，V Saonov，V A voltage measuring System for Optical M icroscopy .Instruments and Experimental Techniques2005，16Xue Yetc. Astator flux-oriented voltage source variable speed drive based on do linkmeasurement, IEEE Transactions On Industrial Applicatins,19912004.七、导师意见和建议：课题符合本科毕业设计任务要求，资料收集和相关的实验条件满足毕业设计条件。同意开题。指导教师（签字）： 2016 年 3 月 11 日说明：1、论文（设计）来源：指来源于科研项目、生产/社会实际、教师选题或其他（学生自拟）等；2、各项栏目空格不够，可自行扩大。
