基于单片机的数字电压表论述与仿真

邵阳学院信息工程系 瞿 兵 阳 泳 胡湘娟



基于单片机的数字电压表论述与仿真

邵阳学院信息工程系 瞿 兵 阳 泳 胡湘娟

【摘要】本文详细介绍了以AT89C51单片机为核心处理器,使用ADC0808高精度、双积分A / D转换器作为电压测量电路。主要包括硬件电路设计与系统程序设计。硬件电路主要包括数据采集模块、数据处理模块(SCM)和输出显示模块。之前的数据采集模块,主要是电压信号取样、放大器放大,现在采用双积型A/D转换器ADC0808进行转换,将转换信号直接输入单片机寄存器，在数据处理模块(SCM)中,主要由AT89C51单片机将A/D转换后得到的信号进行处理。显示模块,采用廉价的LED七段数码管的显示。在软件设计方面,主要包括初始化子程序、中断程序、档位选择子程序和显示子程序。

【关键词】单片机；AT89C51；数字电压表；ADC0808；四位数码管

1　方案设计

选择AT89C51作为单片机芯片，选用四位8段共阴极LED数码管实现电压显示，利用ADC0808作为数模转换芯片。将数据采集接口电路输入电压传入ADC0808数模转换元件，经转换后通过D0至D7与单片机P0口连接，把转换完的模拟信号以数字信号的信号的形式传给单片机，信号经过单片机处理从LED数码显示管显示。P2口接数码管位选，P1接数码管，实现数据的动态显示。显示模块，最终得到总电路原理图（因是仿真未加入三极管驱动，实物显示模块需要驱动），如图1所示。

数字电压表的系统工作原理为被测电压信号进入ADC0808转换器，单片机中控制信号线发出控制信号，启动ADC0808转换器进行转换，其采样得到的数字信号数据在相应的码制转换模块中转换为显示代码。然后通过显示模块显示。

图1　硬件电路图

2　硬件设计

本系统包括单片机最小系统，ADC0808转换器模块，

3　程序设计

DVM是将模拟电压变换为数字显示的测量仪器，这就要求将模拟量变成数字量。这实质上是个量化过程，即将连续的无穷多个模拟量用有限个数字表示的过程，完

成这种变换的核心部件是ADC0808转换器。被测电压信号进入ADC0808转换器，单片机中控制信号线发出控制信号，启动ADC0808转换器进行转换，其采样得到的数字信号数据在相应的码制转换模块中转换为显示代码。最后发出显示控制与驱动信号，驱动外部的数码管显示相应的数据。

4　结论

通过在Proteus仿真软件进行仿真，基于单片机的数字电压表设计与仿真基本达到设计的基本要求，但因测量范围窄，测量精度不高，有待进一步改进。本设计采用51系列单片机作为为控制器，控制整个系统安全可靠的运行，具有一定的可靠价值，而且功能简单，使用数码管显示，进一步的降低成本，使得本设计硬件设计简单，软件设计简单，实际操作方便，具有一定的使用价值。

参考文献

[1]杨建成.基于单片机的数字电压表设计与仿真[J].现代电子技术,2012(21).

[2]赵静,刘少聪,丁浩,王莉莎.基于单片机的数字电压表设计[J].数字技术与应用,2011(06).

[3]杨俊飞,熊继平.基于单片机的数字电压表的设计[A].2010中国仪器仪表学术、产业大会(论文集1)[C].2010.

[4]周磊.基于单片机的数字电压表[J].现代妇女(下旬),2013(12).

瞿兵（1991—），男，湖南吉首人，土家族，大学本科在读，研究方向：通信工程。

阳泳（1994—），男，湖南邵阳人，瑶族，大学本科在读，研究方向：电子信息工程。

胡湘娟（1980—），女，湖南湘潭人，讲师，研究方向：嵌入式系统。

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