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种高精度的数字式电压表设计
李洁,汪纪锋
(重庆邮电大学移通学院重庆401520)
摘要]针对传统仪器仪表行业中的指针式电压表功能单一、測量精度低等缺点,文章提出一种高精度数字电压表的设
计。本设计采用AT89C51单片机、AD转换器等构成,并完成了软硬件的设计,可测量0-5V的8路揄入电压值,并在ICD1602
中轮流显示或者选择单路显示
关键词]数宇电压表A/ID转換器AT89C51高精度
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1008-1739(2015)18-69-369-3
Design of a High Precision Digital Voltage Meter
LI jie, WANG Ji-feng
College of Mobile Tclecommunications, Chongging Univcrsity of Posts and Tclcconmunications, Chongqing 401520, China
Abstract: In the traditional instrumentation dustry the Analog voltage meter single function, Iow measurement accuracy, In this
papcr, a high precision digital voltage meter is designed. The design uscs AT89C51 microcontroller, A/ converter, ctc, and completes the
lesign of hardware and software, it has 8-channel input can measure of 0-5V voltage values, and on display by LCD1602 in tums, or
Select single channel display
Key words: digital voltage meter A/D converte AT89C51; high-precision
1引言
,选择AT89C51为核心控制器件,A/D转换器采用
AD)CR(09,电压显示采用1て)1602液晶显示,述帯按键、开
现今的电子科学技术的持续发展,使得电子测量也越来关、电阻、电容、晶振、标准电源等器件。本设计的硬件设计总
重,谁确的测量值直接决定『L业产的质量是否过关
结构椢图如下图1所示
学术研究的结果是否成功,其至它已经与人们们的生活和生产
时钟电路
完全融合在一起。由」测量的电子化,人们对测量的精度,以
a」
电采集
及功角能的要求也越来越高。在电子测量中,电压测量是最普遍
复伩电路
AT8
ADC0809
的测量
按锽模块
山丁传统的純硬件电路构成的数字电压表结构非常复
??
杂,测量的精度不高,价格不便宜,而且使用率很低,天此随着
电源电路
LCD1602
时代的变革、工业技术的发展,需要一种高精度的、扩辰性强
改障率低的数字电压表叫。
图1硬件设计总体结构框图
系统设计了八路通道,每个通道通过対端电为5V的可
2数字式电压表的硬件结构
变电阻的电压调节来模拟输人电压最的变化,从而达到测量
电压的目的。而且专门设计了按键模央,对整个电路的坏显
2.1系统的硬件结构总体设计
示和单路显示进行制
本设计采用的是单片机、AT转换等帯件的结合方式:2.2AD转换模块硬件设计
ADC0809さ片可以分时处理8路模拟量输入信号,使用
定稿?期:2015-08-26
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模拟开关切換,在東一时刻,模拟开关能与一路模拟量通道 circle闭合时,电压轮流显示,燜开时,液晶显示器显示的是果
接通,对该通道进行AD转换。图2为ADC0808芯片与一通道,类似術坏哲停一样,即单路显示。当按下up按键时,
AT89C51芯片的电路连接图
通道显示会自动减1,即显示上一个通道;当按ドdown按键
时,通道显示会自动动1,郎显示下ー个通道。如4按键电
路图。
3数字式电压表的软件设计
按照模块的刘分原则,整个系统钦件的主程序包括中断
服务程序、显示子程序和A/ID转换子程序等模央。利用语
言编程实现各个模央的功能。主程序流程图如图5所示,显示
子程序流程图如如图6所示
图2ADC:0809与A180(51的电路连接图
STAR
开始
2.3LCD显示模块硬件设计
选择ADCO808
本设计采用字符型显示,采用C11602作为显示器件输
的转换通道
对LCD160进
出信息.。它可以显示两行16个字符。图3为ICI1602
行初始化
AT89C51的电路连图。
设置定时器
设置显示模式
和输入模式
启动D转换
向LCD写入命
转换是否结>
取数据并显
输出转换结果
数值转
专换
?示
结束
图5主程序流程图图6显示子程序流图
图3LCD1602与AT89C51的电路连接图
2.4按键模块硬件设计
4系统的仿真与调试
山于要求结果在TCD数码営上轮流显示或单路选择显
示,于是设计一个按键模决控制轮流显示和单路显示。当丌关
系统的仿与调式采用 Proteus仿点软件。首先在 Proteus
中绘制硬件电路图,然后利用Keil进行软件部分的程序调试
最后将Keil生成的程序文件导人 Proteins,就可以进行系统仿
真。通过仿真対
表1数字电压表仿真测试数据
八路通道的不同
输入电压)数字电压表显示电压0V)误差
电压进行测试
4.057
4.059
电压表尼示的结
果如表1所示
2.
通过表1所
示的分析数据
0.650
图4按键电路原理图
可见本设训的测
3,946
0,005