摘 要

数据采集技术是信号处理过程中重要的一环。 数据采集的过程中，包含了对数据信息的采集、存储、处理及控制等工作。近年来，随着电子技术的持续发展，越来越多的设备需要更加精确的信号数据，电子技术对信号的精度要求大大提高，所以制作高精度的电压表取得更加精确的信息数据具有重大意义。

数字电压表与永磁体电压表相比较时，优点是显而易见的。数字电压表不但能够有效减少永磁体电压表在读表过程中产生视差，还具有具精确度高，稳定性好等等的优点，因此数字电压表在电子测量等对测量要求较高的方面被大规模的应用。

不过随着科技发展，对于数字电压表精确度的要求也在提高，所以我设计了一种能够测量精确到10uV的电压表，在设计中采用了STM32F103和24位高精度ADC：HX711。在最后的完成结果中，可以实现对于0.001mV-500.000mV的精确测量。

关键词：数字毫伏表；高精度ADC；LCD显示器；STM32F103

Abstract

Data acquisition technology is an important part of the signal processing process. The data collection process includes collecting, storing, processing and monitoring information about the data. In recent years, with the continuous development of electronic technology, more and more devices require more precise signal data, and electronic technology has significantly increased signal accuracy. Therefore, it is very important to manufacture high precision voltmeters to obtain more precise information data. .

When comparing a digital voltmeter with a permanent magnet voltmeter, the advantages are obvious. The digital voltmeter can not only effectively reduce the parallax generated by the permanent magnet voltmeter during the reading process, but also has the advantages of high accuracy and good stability. Therefore, the digital voltmeter is widely used in electronic scale application.

However, with the development of technology, the accuracy requirements of digital voltmeters are also increasing, so I designed a voltmeter that can measure up to 10uV and used STM32F103 and a high-precision 24-bit ADC: HX711. In the final result, an accurate measurement from 0.001 mV to 500,000 mV can be obtained.

Keywords: digital millivoltmeter；high precision ADC；LCD display；STM32F103

目 录

摘 要 I

第1章 绪论 1

1.1 课题来源及意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.3 stm32简介 2

1.4 本文主要内容 3

第2章 数字电压表的基本原理和方法 4

2.1 电压表的基本原理 4

2.1.1 传统电压表的原理 4

2.1.2 数字电压表的优点 4

2.2 HX711介绍 5

2.3 LCD介绍 7

2.3.1 LCD显示原理 7

第3章 硬件设计 9

3.1 供电电源设计 9

3.2 信号电源设计 10

3.2.1 稳定输入电源的工作原理 10

3.2.2 稳定电源电路的设计 10

3.3 万用表概述 12

3.4 HX711部分的硬件设计 14

3.5 LCD显示模块（车用锂离子电池管理系统研究） 15

3.6 整体设计展示 17

第4章 各模块代码实现 18

4.1程序运行流程 18

4.2 各模块代码实现 18

4.2.1 HX711.C 18

4.2.2 bsp-lcd1602.c 19

4.2.3 main.c 20

4.3 运行效果展示 22

第5章 总 结 24

5.1对本次毕业设计的总结 24

5.2存在的不足： 24

参考文献 25

致 谢 26

第1章 绪论

本文研究的利用STM32F103单片机以及24位高精度ADC:HX711设计一种高精度的数字mv采集表，要求精确度为0.001mv。本章节首先介绍了课题的来源、国内外研究现状以及研究的目的和意义，之后是对单片机STM32F103的简短介绍，最后在章节末尾简单回顾了全文的主要工作，并且反思了自己在本次设计中还有的部分不足，以及对于未来的展望。

1.1 课题来源及意义

随着信息技术的高速发展，数字电压表在电测量方面的应用逐渐变得普遍，对于所测信号的精度要求也越来越高。在一开始的科学探索中，科研工作者只能使用指针电压表来测量电压值，而现在随着数字电压表的出现，科研工作者们已经不需要对着指针电压表测量数据。数字电压表是能够将连续模拟电压信号变为为离散的数字信号的高科技仪器，与已经注定要落后的指针式电压表相比，数字电压采集表的优点有：精度值高，能够精确到10uV；响应速度快，瞬间就能得到答案，不需要等指针稳定，也不需要考虑其他外部因素的干扰；稳定性好。此外，数字电压表的读数直接显示在电子屏上，在读数的时候根本上避免了指针读数时的视觉误差。

为了使电压测量精度进一步提高，我设计了这一款以STM32F103为主体的电压表。该设计以STM32F103为主电路，以HX711进行模拟量到数字量的转换，运用LCD1602液晶屏对所测电压实现实时的精确显示。该电压表能够精确测量到10uV的电压，具有很大的实用性。

1.2 国内外研究现状分析

集成电路随着现代技术的突飞猛进快速发展，数字信号处理技术也日渐成熟，但对于数字信号处理技术的需求也一直在增长。

数字信号相比较于模拟信号，在当今时代具有更大的优势：1.准确性高；2.易于保存，由于保存的媒介很少失真，而且可以长时间保证完整性；3.便于传输，因为互联网以及数字时代的来临，数字信号可以在短时间内瞬间实现全球的传播4.数字电路更加价格低廉，特别地，大规模集成电路的发展加速了数字处理的速度并增加了集成功能。