一、論文名稱及項目來源
名稱：基于STM32的電壓采集系統
來源：自擬
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二、研究目的和意義
隨著社會科學技術的高速發展，以及各種精密儀器的的快速發展，人們對電壓的精度提出越來越高的要求, 而傳統的模擬指針式電壓表，因為傳統的模擬指針式電壓表功能單一，精度低，讀數的時候非常不方便還經常出錯，已經遠遠無法滿足科學技術的需要。
上世紀50年代初，60年代末出現的數字電壓表最初是伺服步進電子管比較式，其優點是準確度比較高，但是采樣速度較慢，體積重達幾十公斤。繼之出現了諧波式電壓表，它的速度方面稍有提高但準確度低，穩定性差，再后來出現了比較式儀表改進逐次漸進式結構，它不僅保持了比較是準確度高的優點，而且速度也有了很大的提高，但它有一缺點就是抗干擾能力差，很容易受到外界因素的影響，隨后，在諧波式的基礎上雙引申出階梯波式，它的唯一進步就是成本降低了，可是準確度，速度及抗干擾能力都未提高。
在直流數字電壓表系統中，單片機更是取代了由齒輪調節延遲時間的表盤舊式市發展速度，成為日后此系統中的核心部分。由于單片機具有一些突出的優點：體積小、重量輕、電源單一、功能強、價格低；數據大都在單片機內部傳送，運行速度快、抗干擾能力強、可靠性高，所以采用基于單片機的電壓表由于測量精度高，速度快，讀數時也非常的方便，抗干擾能力強，可擴展性強等優點正在高速發展。單片機目前被廣泛的應用于測控系統、數據采集、智能儀器儀表、機電一體化產品、智能接口、計算機通信以及單片機的多級系統等領域。
本設計將用AD轉換芯片對模擬信號進行轉換，AD轉換芯片的基準電壓端，被測量電壓輸入端分別輸入基準電壓和被測電壓。AD轉換芯片將被測量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號轉換成相應的數字信號。然后再通過對單片機STM32進行軟件編程，使單片機按規定的時序采集這些數字信號，通過一定的算法計算算出被測量電壓值，最后驅動數碼管進行電壓顯示。
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三、國內外研究現狀和發展趨勢
數字電壓表作為電壓表的一個分支，在近五十年間得到巨大發展，構成數字電壓表的核心器件已從早期的中小規模電路跨入到大規模ASIC(專用集成電路)階段。數字電壓表涉及的范圍也從傳統的測量擴展至自動控制、傳感、通信等領域，展示了廣闊的應用前景。
傳統電壓表的設計思路主要分為：用電流計和電阻構成的電壓表；用中小規模集成電路構成的電壓表；用大規模ASIC(專用集成電路)構成的電壓表。這幾中電壓表設計方式各有優勢和缺點，分別適用于幾種特定的應用環境，同時，也為很多新穎的電壓表的設計所借鑒和依據。
近入21世紀，隨著信息技術一日千里的發展，電壓表也必經歷從單一測量向數據處理、自動控制等多功能過度的這一歷程，特別是計算機技術的發展必將出現智能化技術。目前，數字化儀器與微處理器取得令人矚目的進展，就其技術背景而言，一個內藏微處理器的儀表意味著計算機技術向儀器儀表的移植，它所具有的軟件功能使儀器呈現出有某種延伸，強化的作用。這相對于過去傳統的、純硬件的儀器來說是一種新的突破，其發展潛力十分巨大，這已為70年代以來儀表發展的歷史所證實。
十幾年來智能儀器雖然有了很大的發展，從智能儀表的內涵，從軟件的角度上看，軟件的作用還遠未發揮出來，這里有許多的領域等待著去開發。智能儀表最終必然會與人工智能聯系起來開創出全新的儀器。從這個觀點看，目前的智能儀器尚處于“幼年時期”。所以，就儀表的發展看來電壓表會朝著具有微控制處理單元的智能儀表方向發展。
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四、主要研究內容、要解決的問題及本文的初步方案
本次設計要求以單片機為基礎制作數字電壓表。
主要內容：A/D轉換原理、STM32系列單片機的使用和LED數碼管的使用方法、譯碼、顯示過程。
預期的功能（要解決的問題）：三位直流數字電壓表；量程范圍為-5V-5V精確到小數點后兩位；數字電壓表的LED上顯示相應電壓值 。
初步方案：本系統主要通過硬件設計、軟件編程手段來實現功能。第一，根據設計要求制作出能完成設計功能電路圖。第二，根據電路圖編寫程序控制單片機（C語言），使單片機控制A/D轉換器進行模數轉換，并在LED上面顯示出來對應的電壓值。
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五、工作的主要階段、進度和完成時間
第1周―第2周：查閱資料，理解畢設內容，熟悉背景知識，撰寫開題報告；
第3周－第7周：學習STM32單片機，復習數電，C語言等相關知識；
第8周- 第14周：完成STM32單片機上電路部分的具體設計和搭建；
第15周－第17周：完成C語言程序部分；
第18周－第20周：撰寫論文，準備畢設答辯。
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六、已進行的前期準備工作
收集相關資料，了解畢設內容及要完成的工作，對畢設工作進行初步規劃。
閱讀一些相關的書籍論文：
劉軍《例說STM32》 北京航空航天大學出版社
陳彥輝 馮毛官 胡力山《數字邏輯電路基礎》 西安電子科技大學出版社
Stephen Prata（姜佑譯）《C Primer Plus》 人民郵電出版社
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