基于单片机的数字电压表设计(3)

6．扩展能力强

在数字电压表的基础上，还可扩展成各种通用及专用数字仪表、数字多用表（DMM）和智能仪表，以满足不同的需要。 7．测量速度快

数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数，叫测量速率，单位是\次/S\。它主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。 8．输入阻抗高

数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10MΩ～10000MΩ，最高可达1TΩ。 9．集成度高，微功耗

新型数字电压表普遍采用CMOS大规模集成电路，整机功耗很低。 10．抗干扰能力强

51/2位以下的DVM大多采用积分式A/D转换器，其串模抑制比、共模抑制比各别可达100dB、80～120dB。高档DVM还采用数字滤波、浮地保护等先进技术，进一步提高了抗干扰能力，共模抑制比可达180dB。

2．2 数字仪表的发展趋势

采用新技术、新工艺，由LSI和VLSI构成的新型数字仪表及高档智能仪器的大量问世，标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。 1．广泛采用新技术，不断开发新产品 2．模块化的发展方向

新一代数字仪表正朝着标准模块化的方向发展。预计在不久的将来，许多数字仪表将由标准化、通用化、系列化的模块所构成，给电路设计和安装调试、维修带来极大方便。

表面安装技术（SMT）和表面安装元器件（SMD）将获得普遍应用。这项技术被誉为世界电子工艺技术的一项重要突破。所谓表面安装是将微型化的表面安装集成电路（SMIC）和表面安装元件，用粘贴工艺直接安装在印刷板上，再用波峰焊接机焊接，由此取代传统的打孔焊接工艺，使印刷板安装密度大为增加，可靠性得到明显提高。 3．多重显示仪表

为彻底解决数字仪表不便于观察连续变化量的技术难题，\数字/模拟条图\

双显示仪表已成为国际流行款式，它兼有数字仪表准确度高、模拟式仪表便于观察被测量的变化过程及变化趋势的两大优点。

模拟条图大致分成三类：①液晶（LCD）条图，呈断续的条状，这种显示器的分辨力高、微功耗，体积小，低压驱动，适于电池供电的小型化仪表。②等离子体（PDP）光柱显示器，其优点是自身发光，亮度高，显示清晰，观察距离远，分辨力较高，缺点是驱动电压高，耗电较大。③LED光柱，它是由多只发光二极管排列而成。这种显示器的亮度高，成本低，但象素尺寸较大，功耗高，驱动电路复杂。 4．安全性

仪器仪表在设计和使用中的安全性，对于生产厂家和广大用户都是至关重要的问题。一方面厂家必须为仪表设计安全保护电路，并使之符合国际标准（例如美国UL认证，欧洲GS认证，ISO9001国际标准质量认证）；另一方面用户必须安全操作，时刻注意仪表上的各种安全警告指示。仪表的保护电路在于最大限度的减小或防止因误操作而造成的危害。以DMM为例，常见的误操作是用电流档或电阻档去测量电压。 5．操作简单化

第三章 系统设计

3．1 功能要求及设计目标

简易数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示，测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为±0.02V。

3．2 方案论证

按照系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换采用

ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行8路其他A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。数字电压表系统设计方框图如图2.1。

上点复位 串口通信 电源电路 AT89C52 P0 P2 P1 P3 ADC0809 LED显示

图2.1

3．3 系统硬件电路设计

简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成， A/D转换有集成电路0809完成。

0809具有8路模拟输入端口，地址线（23~25脚）可决定对哪一路模拟输入作A/D转换。22脚为地址锁存控制，当输入为高电平时，对地址信号进行锁存。6脚为测试控制，当输入一个2us宽高电平时，就开始A/D转换。7脚为A/D转换结束标志，当A/D转换结束时，7脚输出高电平。9脚为A/D转换数据输出允许控制，当OE脚为高电平，A/D转换数据从该端口输出。10脚为0809的时钟输入端，利用单片机30脚的六分频晶振频率再通过分频器二分频得到1MHz时钟。单片机的P1、P3.0~P3.3端口作为四位LED数码管显示控制。P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮，P3.6端口用作单路显示选择频道。P0端口作A/D转换数据读入用，P2端口用作0809的A/D转换控制。

图2.2 系统电路图

图2.3 52芯片与A/D模块连接电路图

图2.4 2分频电路图

分频器是由两块74S74芯片组成的二分频电路，也可由14024芯片单独完成。在本设计中采用了前者。引脚3接89C52的30脚。由晶振产生的12MHz晶振频率，利用单片机30脚的六分频晶振频率再通过分频器二分频得到1MHz时钟。引脚5连接0809的10脚。10脚为0809的时钟输入端。

图2.5 晶振电路图

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库基于单片机的数字电压表设计(3)在线全文阅读。