簡易數字電壓表設計

萬如玥+吳建琴+朱紅海+勞娜

摘要：電壓是基本的電參數，其它許多電參數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。數字電壓表作為一種通用電子測試儀器，在生產生活中有著廣泛的應用。該數字電壓表各項性能指標達到了技術要求，具有數字顯示、讀數準確快速、可轉換量程，超量程自動報警功能，有很好的實際應用價值。

關鍵詞：數字電壓表；單片機；A/D轉換；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

數字電壓表作為一種基本電子設備無論是在教學、科研還是在實際的工作中，都有著廣泛的使用。數字電壓表作為一種通用電子測試儀器是學校教學工作設計時不可缺少的一種測試儀器。運用單片機技術可以極大的提高數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、全數字化易于集成、體積小、重量輕等優點。在現在的測量中技術中，傳統模擬電壓表，精度較低，設計較復雜。數字電壓表的數字化是將像直流電壓一樣的連續的模擬信號轉換成離散的不連續數字信號并加以顯示，這不同于傳統的以指針加刻度盤讀數的方法，從而有效的減輕了讀數的誤差和視覺的疲勞。

1 硬件系統框圖

如圖1-1所示，數字電壓表主要由四個模塊組成。A/D轉換模可將要測量的電壓存入芯片中，然后通過芯片將模擬量轉變成數字量，由P2口控制，將數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據顯示出來。其中P0用做液晶數據的輸出，P1口用做控制液晶。因此，對于本設計而言，器件選擇主要涉及到單片機的選型、顯示方案和A/D轉換方案這三個方面。

2 系統硬件設計

系統各個主要模塊的方案如下：控制系統以單片機STC89C52為核心；A/D轉換模塊： 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換所需的控制信號，時鐘信號，每次完成轉換時間迅速，滿足設計需求。同時ADC0832具有體積小，價格便宜等優點，廣泛應用于精度要求適中的控制系統中，本設計最終選用ADC0832，做為電壓轉化的首選芯片；顯示模塊： 液晶1602顯示模塊具有功耗低、價格低、連接方便等優點，已成為單片機應用設計中很常用的信息顯示器件，本設計采用LCD1602液晶顯示。報警模塊采用蜂鳴器，實現過壓報警功能。系統硬件原理圖如圖2-1。

3 系統軟件設計

主程序主要是完成系統初始化以及各個程序之間的聯系任務。系統上電后，程序先進行初始化，然后調用A/D轉換測量子函數，把輸入的電壓轉換成數字量，再判斷輸入電壓是否大于設定電壓值，過壓則調用報警函數，否則調用顯示子函數。

4 結語

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

參考文獻

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