53009字硕士毕业论文基于单片机的高精度标准表设计

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：53009字

论点：测量,调试,设计

论文概述：

本文是单片机论文，主要论述了基于型单片机进行了标准表的整体设计；充分考虑实际因素设计：元器件选择，图纸布局，配器件使用等，已经能够成功实现所需求的功能各个模块运行正常能够

论文正文：

第一章简介

1.1研究
的目的和意义目前市场上有多种电气测量仪器。随着微电子技术的不断发展，电子测量仪器的生产变得更加精简和科学。然而，在电测行业跟进工业测试要求后，电测仪器的更新改造开始放缓和停滞。市场上常用的仪器的性能大致可分为三种类型。第一类是高精度测试仪器。对于单个信号的高精度测量，只能使用校准仪器，不能测量特定的工业生产信号和自动控制信号。此外，测量源需要校准，其中大多数用于市场上单一特定信号的测量。第二种是多功能测量仪。这种手表属于工业生产信号测量和控制监控信号测量。然而，这种手表使用最多，市场需求最大，市场变化不大。因此，这种手表多年来没有太大变化。测量精度在20世纪90年代仍能达到高精度标准。然而，到目前为止，这种手表的“高精度”已经不复存在。唯一的市场认可是它的多功能性。一块手表是通用的，用于交流/DC测量、电能计数和其他数据的测量。第三类是电能表。这种电度表是为了市场收费和计量的目的。它与工业测量、校准和监测数据无关。它有特殊的功能。虽然微电子工业得到了发展，但这种仪表的发展并没有得到市场的推动，因此没有什么改进。

1.2国内外研究现状
应用领域，特别是非传统应用领域的进一步发展，为仪器仪表行业的持续快速发展注入了新的活力。电子测量仪器的发展可以说是微电子工业的发展和计算机领域的发展历程。新世纪以来，仪器仪表的应用已经深入到各个行业和领域，不再局限于农业控制、交通检测、环境检测、国防等工业大功率行业。各个领域的电气化和自动化使得电信号的处理越来越严格。因此，仪器仪表是操纵的窗口和手段。他们可以将物理量、化学量和其他真实特征转换成模拟电信号，然后根据检测到的电信号数字化测量目标。真正实现现代化操作和数字控制。与此同时，随着新时期技术的更新和分子生物学、高分子化学、临床医学、材料、环境监测与控制等高端技术和产业的发展，市场也提出了新的要求和期望，仪器仪表的应用将会更加迅速地扩展。
...................[/BR/] [/BR/]第二章系统概述和主要技术

2.1系统概述[/BR/]单片机高精度标准表设计用于实现三相交流电压、电流、相位和小DC模拟量的高精度测量，并通过脉冲比较检测电能表，可为大功率电能表检测提供有效可靠的高精度信号处理。该标准仪表是大功率交流/DC集成验证设备的一部分。设计包括硬件电路设计和软件控制程序编写。要实现的具体功能包括以下几个模块功能。它可以接受电能表的脉冲输入，电能表的脉冲检测范围为。它可以显示校准过程，并提供电能表校验常数作为电能表的比较值计算。考虑到标准仪表可以与该系统分开使用，它需要配备一个接口，该接口可以通过数据进行控制和交换。与校准台配合使用，可以形成一套高精度、高稳定性的三相电流表测试系统。

2.2核心芯片简介和优势
内置片内监控器、看门狗定时器和时钟振荡器。该芯片具有独立的片上系统技术。需要使用的模拟外设可以由用户固件直接控制，例如启用、禁用、配置等。，就像数字外设一样。具有系统重编程能力的存储器主要负责非易失性数据存储。能够满足片上调试电路在线调试对现场固件更新的要求。它的优点是不占用片上资源。系统调试时，允许全速运行，确保实时调试和高效调试。可以观察内存和寄存器，可以修改内存和寄存器，基本软件在线调试功能可以用于微控制器硬件和软件调试。调试时，所有正在使用的数字或模拟外设都可以正常工作。

第3章系统理念和设计...................18
3.1系统硬件设计理念...................18
3.2系统硬件设计特定方案……20
第4章软件设计..............................38
4.1单片机操作主程序设计……38
4.2交流测量模块和处理方法……40
第五章系统调试与实施……48
5.1硬件调试..............................48
5.2软件调试……49

第五章系统调试与实施

5.1硬件调试
开机前调试主要测试各模块连接是否正确，是否符合设计逻辑，电路中是否存在短路或开路；这是确保系统安全的非常重要的一步。方法是用万用表测试完成板的主要电路，如交流和DC电路的输入模块。显示模块；确保没有短路或开路，因为在制作标准电表后，电流电路可能会根据每个系统中其他电路板的调整而改变。一般来说，只改变接入端口和引脚的使用，因此可能会使用必要的短路或开路，因此必须使用万用表在通电前测试每个重要干触点的状态。

5.2软件调试
如果按键进入交流测量屏幕，按键进入DC界面，按键进入功率测量界面，按键进入软件校准界面。每个模块的调试，结合屏幕显示，使用断点和跟踪的方法来观察程序是否进入预设帧，并使用符号在屏幕上显示表示程序进入预设。例如，交流测量模块和DC测量模块的软件调试首先将测量变量设置为预设值，然后在进入交流显示屏后观察显示值是否为预设值。在测试过程中，档位开关变为手动开关。万用表用于测量寄存器，以查看继电器端口电平是否正确。同时，当按键被切换时，屏幕上的档位值可以显示当前档位。由于单片机的调试和设计是一体化的，整个系统是在设计和调试过程中实现的，所以这里不再重复调试部分。
……

结论与经验

本文基于单片机进行标准表总体设计；充分考虑实际因素的设计:组件选择、图纸布局、匹配组件的使用等。，已经能够成功实现所需的功能。各模块运行正常，能够用校准表成功测量交流信号，满足精度要求。DC信号的同步测量和显示；能够校准电能表；此外，标准表的多档控制大大提高了测量精度要求，准确测量了被测信号。同时实现了软件校准，测量误差可以自行调节，使用中不确定因素对精确测量带来的干扰可以及时调节。此次设计获得的经验主要包括以下几个方面:在设计过程中，我深刻认识到单片机在电气测量行业有很大的潜力，承担着各个领域的探索任务。电气测量行业的多样性中有许多不发达地区。从目前市场上的大功率仪表测量技术来看，它已经普遍成熟，但在测量处理、运行速度、测量环境、精度要求等细节方面缺乏创新和改进。越来越多的非电信号可以转换成电信号测量。电气测量行业不仅对传统工业信号测量有了空的改进，而且是当今电子时代生活与高科技的纽带。因此，这种标准仪表的设计引发了我对电能计量行业其他领域的思考，如电能计量、距离检测、温度监测等。在当今日益成熟的电子技术下，这些领域的许多细节都有了很大改善空。
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参考文献(省略)