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(cè)量方便，因此電壓測(cè)量是電子測(cè)量中最基本的測(cè)量。數(shù)字電壓表作為一種通用電子測(cè)試儀器，在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。該數(shù)字電壓表各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到了技術(shù)要求，具有數(shù)字顯示、讀數(shù)準(zhǔn)確快速、可轉(zhuǎn)換量程，超量程自動(dòng)報(bào)警功能，有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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

中圖分類號(hào)：TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(xué)、科研還是在實(shí)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(cè)試儀器是學(xué)校教學(xué)工作設(shè)計(jì)時(shí)不可缺少的一種測(cè)試儀器。運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)可以極大的提高數(shù)字電壓表的測(cè)量分辨率，其具有分辨率極高、誤差小、測(cè)量時(shí)間短、可編程、全數(shù)字化易于集成、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)在的測(cè)量中技術(shù)中，傳統(tǒng)模擬電壓表，精度較低，設(shè)計(jì)較復(fù)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(hào)轉(zhuǎn)換成離散的不連續(xù)數(shù)字信號(hào)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(gè)模塊組成。A/D轉(zhuǎn)換模可將要測(cè)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(jī)的P1口。復(fù)位模塊用于單片機(jī)的復(fù)位。1602液晶顯示模塊主要用于把從單片機(jī)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(duì)于本設(shè)計(jì)而言，器件選擇主要涉及到單片機(jī)的選型、顯示方案和A/D轉(zhuǎn)換方案這三個(gè)方面。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)各個(gè)主要模塊的方案如下：控制系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C52為核心；A/D轉(zhuǎn)換模塊： ADC0832具有使用方便，操作簡(jiǎn)單等功能，可由單片機(jī)直接提供其轉(zhuǎn)換所需的控制信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)，每次完成轉(zhuǎn)換時(shí)間迅速，滿足設(shè)計(jì)需求。同時(shí)ADC0832具有體積小，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于精度要求適中的控制系統(tǒng)中，本設(shè)計(jì)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(jià)格低、連接方便等優(yōu)點(diǎn)，已成為單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中很常用的信息顯示器件，本設(shè)計(jì)采用LCD1602液晶顯示。報(bào)警模塊采用蜂鳴器，實(shí)現(xiàn)過壓報(bào)警功能。系統(tǒng)硬件原理圖如圖2-1。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

主程序主要是完成系統(tǒng)初始化以及各個(gè)程序之間的聯(lián)系任務(wù)。系統(tǒng)上電后，程序先進(jìn)行初始化，然后調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換測(cè)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(bào)警函數(shù)，否則調(diào)用顯示子函數(shù)。

4 結(jié)語

本設(shè)計(jì)應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)、模數(shù)轉(zhuǎn)換及液晶顯示技術(shù)，選取單片機(jī)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(jì)制作了自動(dòng)報(bào)警可換擋數(shù)字電壓表。所設(shè)計(jì)的數(shù)字電壓表可實(shí)時(shí)顯示測(cè)量范圍為0-20V的電壓，并具備可調(diào)整門限的過電壓報(bào)警功能。

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