基于单片机的交直流数字电压表的设计.pdf
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2022-06-28
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数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转
换成不连续的离散的数字形式并加以显示，这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法，避免
了读数的视差和视觉疲劳。目前数字万用表的内部核心部件是 A/D 转换器，转换器的精度很大程度
上影响着数字万用表的准确度，本文 A/D 转换器采用 ADcosog 对输人模拟信号进行转换，控制核心
AT89csl 再对转换的结果进行运算和处理，最后驱动输出装置显示数字电压信号。
在现代检测技术中常需用高精度数字电压表进行现场检测将检测到的数据送入微计算机系
统，完成计算、存储、控制和显示等功能。本文中数字电压表的控制系统采用A 丁 89C5，单片
机，A/0 转换器采用 A0c0809 为主要硬件，实现数字电压表的硬件电路与软件设计。该系统
的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，调节工作可实现自动化。还可以方便地进
行 8 路 A/O 转换量的测量，远程测量结果传送等功能。数字电压表可以测量O 一 SV 的 8 路输入
电压值，并在四位匕 EO 数码管上轮流显示或单路选择显示。
二、方案的论证
系统硬件主要包括四个部分:
AD 转换、中央控制单元、显示单元和报音单元。图中模拟直流信号 VA 通过 AD 采集转换电路,
转变为相应的二进制数字信号 VD,再进入单片机构成的中央控制单元。而显示和报音电路部分,则是
通过中央控制单元完成的。中央控制单元采用 89S51 芯片。
三、总体设计
3.1、基本工作原理
数字电压表可以测量 0 一 5 的 8 路电压值。89C51 为 8 位处理器，当 0809 输入电压为 5.00V 时，
输出数据为 255(FFH)。因此最大分辩率为 O.O196V(5/255)。如要获得更高的精度要求，应采用 12
位、13 位的 A/D 转换器。数字电压显示可能有偏差，可以通过校正 0809 的基准电压来解决，或者
用软件编程来校正测量值。本系统用单片机 89C51 构成数字电压表控制系统，具有精度高、速度快、
性能稳定和电路简单且工作可靠等特点，具有很好的使用价值。
3.2、硬件总体设计
硬件电路设计主要包括:89C51 单片机系统，刀 D 转换电路，显示电路。测量最大电压为SV，显
示最大值为 5.00V。图 l 是数字电压表硬件电路原理图。
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