康麗偉 成都理工大學信息科學與技術學院 四川成都 422001陳維鋒 四川省地震局減災救助研究所 四川成都 610041徐燦飛 成都理工大學信息科學與技術學院 四川成都 422001

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基于AT89C52的數(shù)字電壓表的設計

康麗偉 成都理工大學信息科學與技術學院 四川成都 422001
陳維鋒 四川省地震局減災救助研究所 四川成都 610041
徐燦飛 成都理工大學信息科學與技術學院 四川成都 422001

【文章摘要】

隨著電子科學技術、傳感技術、自動控制技術的發(fā)展，電子測量成為必須掌握的手段。本文介紹一種以AT89C52單片機為核心的數(shù)字電壓測量電路,該電路采用高精度、A/D轉換電路，使用LED模塊顯示,該電路設計新穎、功能強大、可擴展性強。

【關鍵詞】

電壓測量；數(shù)字電壓；LED

本文采用ADC0809對輸入模擬信號進行轉換，控制核心AT89C52單片機對轉換的結果進行運算和處理后，經(jīng)過A/D轉換器（轉換器的精度影響數(shù)字電壓表的準確度）形成精度較高的數(shù)字信號輸出到LED數(shù)碼管進行顯示。

1 數(shù)字電壓表的設計原理

1.1設計思路

⑴根據(jù)設計要求，選擇AT89C52單片機為核心控制器件。

⑵A/D轉換采用ADC0808實現(xiàn)，與單片機的接口為P1口引腳。

⑶電壓顯示采用5位一體的LED數(shù)碼管。

⑷LED數(shù)碼的段碼輸入,由并行端口P0產生：位碼輸入，用并行端口P2低四位產生。

1.2設計方案

設計框圖如圖1。

利用單片機系統(tǒng)與模數(shù)轉換芯片、顯示模塊等的結合構建數(shù)字電壓表。本系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心控制器，電壓測量電路與ADC0809相連，經(jīng)A／D轉換將測得的模擬電壓信號轉換為數(shù)字信號輸人給單片機，經(jīng)單片機進行信號處理后，形成精度較高的數(shù)字信號輸出到LED數(shù)碼管進行顯示，并留有一定的接口，供擴展用。根據(jù)數(shù)字電壓表基本原理：該電路通過ADC0809芯片采樣輸入口IN0輸入的0～5V的模擬量電壓，經(jīng)過模/數(shù)轉換后，產生相應的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道D0--D7傳送給AT89C52芯片的P0口。該電壓表的測量電路主要由三個模塊組成：A/D轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及顯示控制模塊。

圖1　設計框圖

圖2　硬件原理圖

2 數(shù)字電壓表的硬件系統(tǒng)設計

2.1硬件模塊

硬件模塊原理圖如圖2

2.2AT89C52和ADC0808介紹

AT89C52是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含有4KB的可反復擦寫的只讀程序存儲器和128字節(jié)的隨機存儲器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-52指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C52是一種高效微控制器，它為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。

ADC0808由8路模擬通道選擇開關，地址鎖存與譯碼器，比較器，8位開關樹型A/ D轉換器，逐次逼近型寄存器，定時和控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成。

3 數(shù)字電壓表的系統(tǒng)軟件設計

3.1程序設計總方案

根據(jù)模塊的劃分原則，將該程序劃分初始化模塊，A/D轉換子程序和顯示子程序，這三個程序模塊構成了整個系統(tǒng)軟件的主程序。主程序框圖如圖3。

圖3　數(shù)字式直流電壓表主程序框圖

3.2系統(tǒng)子程序設計

（1）初始化程序

所謂初始化，是對將要用到的MCS_51系列單片機內部部件或擴展芯片進行初始工作狀態(tài)設定，初始化子程序的主要工作是設置定時器的工作模式，初值預置，開中斷和打開定時器等。

（2）A/D轉換子程序

A/D轉換子程序用來控制對輸入的模塊電壓信號的采集測量，并將對應的數(shù)值存入相應的內存單元。

4 結語

在實際應用工作應能好，測量電壓準確，精度高。系統(tǒng)功能、指標達到了課題的預期要求、系統(tǒng)在硬件設計上充分考慮了可擴展性，經(jīng)過一定的改造，可以增加功能。本文設計主要實現(xiàn)了簡易數(shù)字電壓表測量一路電壓的功能，詳細說明了從原理圖的設計、電路圖的仿真再到軟件的調試。

【參考文獻】

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