單片機數(shù)字電壓表的設計范文

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《電子制作》2014年第八期

1系統(tǒng)概述

1.1設計任務設計一個在0~5v電壓值的數(shù)字電壓表將模擬電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（以2數(shù)字顯示），并通過模擬電壓表觀察ADC0808模擬輸入的電壓值與對應的數(shù)碼管LED數(shù)值顯示是否一致。

1.2總體方案數(shù)字電壓表系統(tǒng)組成框架圖。該電路的設計需要使用一個電源電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，單片機控制電路，顯示電路。設計需要使用AT89C51單片機，ADC-0808，74LS74，LED數(shù)碼管。

2Proteus仿真軟件接口電路的設計

測量電壓由ADC0808輸入信號的最大工作電壓范圍，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換之后，由MCU控制電路進行數(shù)據(jù)處理程序，然后由七段譯碼器驅(qū)動電路，以實現(xiàn)數(shù)碼管LED實時顯示。軟件仿真電路圖如圖2所示。

2.1AT89C51單片機和數(shù)碼管顯示接口電路的設計采用兩個數(shù)碼管LED進行實時數(shù)值顯示用AT89C51和ADC0808設計的數(shù)字電壓表數(shù)值，當直流電壓0~5V模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號0~FF時。當Proteus仿真軟件的啟動時，用2.5V電流輸入電壓的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為7FH的數(shù)字值，你可以用鼠標指針調(diào)節(jié)電位器RV1以改變輸入的A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808的電壓和ADC0808，最后通過一個虛擬的模擬電壓表觀察輸入電壓信號，以及對對應的LED顯示的實時數(shù)字值。在Proteus軟件振蕩頻率設置AT89C51單片機為12MHz。該電路EA接高電平，沒有擴展片上ROM。

2.2A／D轉(zhuǎn)換電路的程序設計有8個模擬輸入信號IN0~IN7（1~5英尺26~28英尺）的A/D轉(zhuǎn)換器集成電路ADC0808、ADC0808，由地址線C，B，A（23~25英尺）決定哪個通道模擬量輸入信號并進行A/D轉(zhuǎn)換，電路中的地址線C，B，A的接地，0頻道的準電壓信號輸入選擇模式。A/D轉(zhuǎn)換的開始信號為輸入為高電平時6英尺START啟動控制信號。該電路將接收的ALE腳和腿一起由單片機的P2.0WR腳共同啟動了腳，或非門控制。7英尺EOC為A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束信號，當A/D在7英尺轉(zhuǎn)換結(jié)束時，一個正脈沖將輸出，通過申請一個非門、電路，該信號可以被用作檢測信號的A/D轉(zhuǎn)換完成后或向CPU連接到MCU的P3.2腳中斷信號。對A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出能控制信號9針OE，當OE引腳為高電平時，數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換允許讀取。單片機的P2.0RD腳和腿由或非門控制OE引腳。10英尺時鐘ADC0808的實時時鐘輸入，采用單芯片30-ALE引腳送六晶振頻率的時鐘信號的頻率。8個數(shù)字輸出端子連接到微控制器P0口。22英尺ALE地址鎖存使能控制信號，當輸入為高時，地址鎖存信號。

3數(shù)字電壓表的電路設計

在系統(tǒng)初始化ADC0808的起始地址電源狀態(tài)，數(shù)碼管顯示關(guān)閉，啟動A/D轉(zhuǎn)換。等待啟動通道0輸入ADC0808模擬輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字后顯示三位數(shù)碼管由數(shù)碼管動態(tài)顯示的方式。在程序設計中用一些數(shù)據(jù)來調(diào)整方案是極為必要的，結(jié)合硬件電路設計的要求，一個電阻分壓器的使用，當實際輸入電壓僅為最后的1/10時，輸入的模擬信號被采樣。另外應該是注意電路的動態(tài)掃描顯示（五金展電路采用），對于動態(tài)掃描顯示方式、動態(tài)掃描頻率都有一定的要求。頻率太低，數(shù)字指示燈將閃爍，要求編制程序，使之亮燈，并保持一定的時間周期，主要由于通常數(shù)字照明的時間間隔一般建議采取5ms左右。程序流程圖如圖3，圖4所示。主程序流程圖和LED顯示流程圖主要包括初始化啟動A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)碼管LED顯示、取斷碼和中斷定時器。程序代碼可參考下文。

4結(jié)束語

在本文中，通過Proteus仿真軟件調(diào)試系統(tǒng)的設計過程，具有電路簡單，低耗能，成本低，精度高，速度快，性能穩(wěn)定等特點。數(shù)字電壓表能夠測量0ö5V的電壓值，8位AT89C51單片機、ADC0808，當輸入電壓為5V時，+4.99V的輸出數(shù)字值。使用位I2，I38位比A/D轉(zhuǎn)換器等將獲得更高的精度。另外數(shù)顯電壓表顯示部分將增加三位數(shù)碼管顯示其數(shù)據(jù)（用BCD調(diào)整方案）。這種偏差的展示設計可以通過參考0808的基準電壓進行校正來解決，或者通過軟件編程來對其進行正確測量。

作者：杜江單位：廣東賽能科技有限公司