簡易數(shù)字電壓表設(shè)計

萬如玥+吳建琴+朱紅海+勞娜

摘要：電壓是基本的電參數(shù)，其它許多電參數(shù)可看作電壓的派生量，由于電壓測量方便，因此電壓測量是電子測量中最基本的測量。數(shù)字電壓表作為一種通用電子測試儀器，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。該數(shù)字電壓表各項性能指標達到了技術(shù)要求，具有數(shù)字顯示、讀數(shù)準確快速、可轉(zhuǎn)換量程，超量程自動報警功能，有很好的實際應用價值。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電壓表；單片機；A/D轉(zhuǎn)換；液晶顯示；報警

中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）01-0152-01

數(shù)字電壓表作為一種基本電子設(shè)備無論是在教學、科研還是在實際的工作中，都有著廣泛的使用。數(shù)字電壓表作為一種通用電子測試儀器是學校教學工作設(shè)計時不可缺少的一種測試儀器。運用單片機技術(shù)可以極大的提高數(shù)字電壓表的測量分辨率，其具有分辨率極高、誤差小、測量時間短、可編程、全數(shù)字化易于集成、體積小、重量輕等優(yōu)點。在現(xiàn)在的測量中技術(shù)中，傳統(tǒng)模擬電壓表，精度較低，設(shè)計較復雜。數(shù)字電壓表的數(shù)字化是將像直流電壓一樣的連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成離散的不連續(xù)數(shù)字信號并加以顯示，這不同于傳統(tǒng)的以指針加刻度盤讀數(shù)的方法，從而有效的減輕了讀數(shù)的誤差和視覺的疲勞。

1 硬件系統(tǒng)框圖

如圖1-1所示，數(shù)字電壓表主要由四個模塊組成。A/D轉(zhuǎn)換?？蓪⒁獪y量的電壓存入芯片中，然后通過芯片將模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，由P2口控制，將數(shù)字量傳送到單片機的P1口。復位模塊用于單片機的復位。1602液晶顯示模塊主要用于把從單片機中的數(shù)據(jù)顯示出來。其中P0用做液晶數(shù)據(jù)的輸出，P1口用做控制液晶。因此，對于本設(shè)計而言，器件選擇主要涉及到單片機的選型、顯示方案和A/D轉(zhuǎn)換方案這三個方面。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)各個主要模塊的方案如下：控制系統(tǒng)以單片機STC89C52為核心；A/D轉(zhuǎn)換模塊： ADC0832具有使用方便，操作簡單等功能，可由單片機直接提供其轉(zhuǎn)換所需的控制信號，時鐘信號，每次完成轉(zhuǎn)換時間迅速，滿足設(shè)計需求。同時ADC0832具有體積小，價格便宜等優(yōu)點，廣泛應用于精度要求適中的控制系統(tǒng)中，本設(shè)計最終選用ADC0832，做為電壓轉(zhuǎn)化的首選芯片；顯示模塊： 液晶1602顯示模塊具有功耗低、價格低、連接方便等優(yōu)點，已成為單片機應用設(shè)計中很常用的信息顯示器件，本設(shè)計采用LCD1602液晶顯示。報警模塊采用蜂鳴器，實現(xiàn)過壓報警功能。系統(tǒng)硬件原理圖如圖2-1。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

主程序主要是完成系統(tǒng)初始化以及各個程序之間的聯(lián)系任務(wù)。系統(tǒng)上電后，程序先進行初始化，然后調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換測量子函數(shù)，把輸入的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再判斷輸入電壓是否大于設(shè)定電壓值，過壓則調(diào)用報警函數(shù)，否則調(diào)用顯示子函數(shù)。

4 結(jié)語

本設(shè)計應用單片機技術(shù)、模數(shù)轉(zhuǎn)換及液晶顯示技術(shù)，選取單片機STC89C52作為控制核心，ADC0832為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，LCD1602液晶為顯示器，通過軟件與硬件相結(jié)合的方法，設(shè)計制作了自動報警可換擋數(shù)字電壓表。所設(shè)計的數(shù)字電壓表可實時顯示測量范圍為0-20V的電壓，并具備可調(diào)整門限的過電壓報警功能。

參考文獻

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