51单片机的数字电压表设计.pdfVIP

基于单片机的数字电压表的设计 摘要 近些年来，数字电压表逐渐进入人们的视线中，它主要采取数字化测量技 术。与传统的指针式仪表相比，它的功能有了进一步的完善，并且精度也有了 很大的提高。数字电压表主要采用单片机和模/数转换模块，这样不仅提高了测 量速度，而且抗干扰能力强、使用便捷、可扩展性强、测量准确。 本文主要采用AT89C51 单片机和ADC0808 芯片制作的简易数字电压表， 可以采集 0~5V 和 5~10V 的模拟直流电压进行测量，其测量结果在液晶 LCD1602 上显示。该设计硬件电路主要有三个模块组成:A/D 转换模块、数据处 理模块及输出显示模块。数据处理由单片机 AT89C51 来完成，它主要把 ADC0808 传送来的数值经一定的数据处理，然后送至显示模块进行显示，同时 控制显示芯片1602 的工作。程序设计上有各模块初始化操作、电压档位选择和 LCD1602 液晶显示程序等。 关键词:单片机;数字电压表;LCD1602;ADC0808;AT89C51 1 系统硬件设计总体方案 1.1 设计要求 以MCS-51 单片机为关键部件，制作一个简易的数字电压表。 （1）使用双通道可选择直流电压输入，能够测量0-5V 和5-10V 之间的直流电 压。当电压值超过5V 时，选择通道2 （5-10V 通道）采集电压。 （2）使用LCD1602 来完成电压的液晶显示。 （3）使用较少的元器件，尽可能降低功率损耗，同时准确、快速完成测量。 （4）由于电压表允许过载，因此所测电压允许适当超过量程。 1.2 设计方案 总体设计电路有以下几部分组成：AT89C51 单片机、A/D 转换电路、液晶 LCD 显示电路、时钟电路、复位电路、被测电压输入电路及量程选择和报警电 路。总体硬件设计框图如图1-1 所示: AT89C51 P 1 时钟电路 A/D转换电路 输 入 直 流 复位电路 电 压 显示电路 P2 量程选择 图1-1 硬件电路设计框图 2 1.3 2. 系统硬件电路设计 2.1 A/D 转换模块 日常生活中的物理量都是模拟量，为了能够方便的分析各个量，就需要把 模拟量转换成数字量的器件。现在越来越多的设备都需要进行模数转换，把复 杂的模拟信号转换成已明白的数字信号，因此A/D 转换器也得到了更深一层的 研究。按照不同的A/D 转换芯片的转换原理可把其分为逐次逼近行、双积分型 等。其中双积分式A/D 转换器抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜。但与双 积分相比，逐次逼近式A/D 转换的转换速度更