代码收藏家 单片机电压检测系统设计方案
**单片机设计介绍，基于单片机电压检测系统设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 设计思路 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机电压检测系统设计概要如下：
一、引言
基于单片机电压检测系统是一种能够实时监测和显示电压值的智能化系统。该系统利用单片机作为核心控制器，结合电压检测电路和显示模块，实现对电源电压的实时监测和显示。该系统具有高精度、高稳定性和用户友好的特点，可广泛应用于工业自动化、智能家居、电力监测等领域。
二、系统组成
单片机控制器：作为系统的核心，单片机负责接收电压检测电路的信号，进行数据处理，并控制显示模块显示电压值。常用的单片机型号有STC89C51、STM32等，具体选择需根据系统需求和性能要求确定。
电压检测电路：通过电压传感器或分压电路将待测的电源电压转换为单片机可识别的电压信号。该电路需要确保电压信号的准确性和稳定性，以满足系统的测量要求。
ADC模块：单片机内部集成的模数转换器（ADC）模块，用于将模拟电压信号转换为数字信号，便于单片机进行数据处理。ADC模块的精度和转换速度对系统的性能具有重要影响。
显示模块：用于显示检测到的电源电压值。常见的显示设备有LCD显示屏、数码管等，可根据具体需求选择合适的显示设备和显示格式。
电源模块：为整个系统提供稳定的电力供应，确保系统的正常运行。
三、工作原理
电压信号采集：通过电压检测电路采集待测的电源电压信号，并将其转换为单片机可识别的电压信号。
ADC转换：单片机通过内部的ADC模块将模拟电压信号转换为数字信号。
数据处理：单片机对转换后的数字信号进行必要的滤波和校准处理，消除噪声和干扰，提高电压检测的准确性。
显示控制：单片机根据处理后的电压数据，控制显示模块显示相应的电压值。可以设置阈值报警功能，当电源电压超过或低于设定范围时，通过显示模块发出警报。
四、设计特点
高精度：通过选择合适的电压检测电路和ADC模块，确保系统具有较高的电压检测精度。
高稳定性：系统采用单片机作为核心控制器，结合稳定的电源模块和电压检测电路，确保系统在高负载和长时间运行下仍能保持稳定的性能。
用户友好：系统采用直观的显示模块和简单的操作方式，方便用户实时监测电源电压状态并进行相关设置。
五、应用前景
基于单片机电压检测系统具有广泛的应用前景。它可以应用于各种需要实时监测电源电压的场景，如工业自动化、智能家居、电力监测等领域。通过实时监测电源电压状态，及时发现电源故障或异常，有助于保障设备的正常运行和延长使用寿命。同时，该系统还可以为电源管理和优化提供数据支持，有助于提高能源利用效率和降低能耗。
二、功能设计
1、用一个单片机和DA转换组成一个随机电压发生单元（0~5V）；
2、另一个单片机和AD转换组成数据采集单元；
3、通过串行接口将采集的数据传到上位机中，需要编写上位计算机程序，对采集的数据进行处理，如显示当前值、画出一定时间内的记录曲线等。
说明：1、这里是一个仿真系统，需要安装虚拟串口工具。proteus的串行接口对应虚拟串口com3，VB程序对应虚拟串口com4。
1200BSP，无校验位，8个数据位，1个停止位；单片机系统采用的是6M晶振。
2、上位机程序用VB编写，数据采集程序用汇编语言编写，随机电压发生程序用C语言编写。
3、上位机程序可直接运行“工程1.exe”，如果在VB6.0的机器上可以看见原代码。
4、如果提示缺少MSCOMM32.OCX，可将文件夹中所带的MSCOMM32.OCX复制粘帖到c:\windows\system32\下即可（不会对您的系统造成任何危害）。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：创新电子设计
