基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表論述與仿真

邵陽學(xué)院信息工程系 瞿 兵 陽 泳 胡湘娟

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基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表論述與仿真

邵陽學(xué)院信息工程系 瞿 兵 陽 泳 胡湘娟

【摘要】本文詳細(xì)介紹了以AT89C51單片機(jī)為核心處理器,使用ADC0808高精度、雙積分A / D轉(zhuǎn)換器作為電壓測量電路。主要包括硬件電路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(SCM)和輸出顯示模塊。之前的數(shù)據(jù)采集模塊,主要是電壓信號(hào)取樣、放大器放大,現(xiàn)在采用雙積型A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808進(jìn)行轉(zhuǎn)換,將轉(zhuǎn)換信號(hào)直接輸入單片機(jī)寄存器，在數(shù)據(jù)處理模塊(SCM)中,主要由AT89C51單片機(jī)將A/D轉(zhuǎn)換后得到的信號(hào)進(jìn)行處理。顯示模塊,采用廉價(jià)的LED七段數(shù)碼管的顯示。在軟件設(shè)計(jì)方面,主要包括初始化子程序、中斷程序、檔位選擇子程序和顯示子程序。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；AT89C51；數(shù)字電壓表；ADC0808；四位數(shù)碼管

1　方案設(shè)計(jì)

選擇AT89C51作為單片機(jī)芯片，選用四位8段共陰極LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)電壓顯示，利用ADC0808作為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。將數(shù)據(jù)采集接口電路輸入電壓傳入ADC0808數(shù)模轉(zhuǎn)換元件，經(jīng)轉(zhuǎn)換后通過D0至D7與單片機(jī)P0口連接，把轉(zhuǎn)換完的模擬信號(hào)以數(shù)字信號(hào)的信號(hào)的形式傳給單片機(jī)，信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)處理從LED數(shù)碼顯示管顯示。P2口接數(shù)碼管位選，P1接數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。顯示模塊，最終得到總電路原理圖（因是仿真未加入三極管驅(qū)動(dòng)，實(shí)物顯示模塊需要驅(qū)動(dòng)），如圖1所示。

數(shù)字電壓表的系統(tǒng)工作原理為被測電壓信號(hào)進(jìn)入ADC0808轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)中控制信號(hào)線發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)ADC0808轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其采樣得到的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)在相應(yīng)的碼制轉(zhuǎn)換模塊中轉(zhuǎn)換為顯示代碼。然后通過顯示模塊顯示。

圖1　硬件電路圖

2　硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，ADC0808轉(zhuǎn)換器模塊，

3　程序設(shè)計(jì)

DVM是將模擬電壓變換為數(shù)字顯示的測量儀器，這就要求將模擬量變成數(shù)字量。這實(shí)質(zhì)上是個(gè)量化過程，即將連續(xù)的無窮多個(gè)模擬量用有限個(gè)數(shù)字表示的過程，完

成這種變換的核心部件是ADC0808轉(zhuǎn)換器。被測電壓信號(hào)進(jìn)入ADC0808轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)中控制信號(hào)線發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)ADC0808轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其采樣得到的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)在相應(yīng)的碼制轉(zhuǎn)換模塊中轉(zhuǎn)換為顯示代碼。最后發(fā)出顯示控制與驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

4　結(jié)論

通過在Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真，基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)與仿真基本達(dá)到設(shè)計(jì)的基本要求，但因測量范圍窄，測量精度不高，有待進(jìn)一步改進(jìn)。本設(shè)計(jì)采用51系列單片機(jī)作為為控制器，控制整個(gè)系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，具有一定的可靠價(jià)值，而且功能簡單，使用數(shù)碼管顯示，進(jìn)一步的降低成本，使得本設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)簡單，軟件設(shè)計(jì)簡單，實(shí)際操作方便，具有一定的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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瞿兵（1991—），男，湖南吉首人，土家族，大學(xué)本科在讀，研究方向：通信工程。

陽泳（1994—），男，湖南邵陽人，瑤族，大學(xué)本科在讀，研究方向：電子信息工程。

胡湘娟（1980—），女，湖南湘潭人，講師，研究方向：嵌入式系統(tǒng)。

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