简易数字电压表设计

万如玥+吴建琴+朱红海+劳娜

摘要：电压是基本的电参数，其它许多电参数可看作电压的派生量，由于电压测量方便，因此电压测量是电子测量中最基本的测量。数字电压表作为一种通用电子测试仪器，在生产生活中有着广泛的应用。该数字电压表各项性能指标达到了技术要求，具有数字显示、读数准确快速、可转换量程，超量程自动报警功能，有很好的实际应用价值。

关键词：数字电压表；单片机；A/D转换；液晶显示；报警

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）01-0152-01

数字电压表作为一种基本电子设备无论是在教学、科研还是在实际的工作中，都有着广泛的使用。数字电压表作为一种通用电子测试仪器是学校教学工作设计时不可缺少的一种测试仪器。运用单片机技术可以极大的提高数字电压表的测量分辨率，其具有分辨率极高、误差小、测量时间短、可编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻等优点。在现在的测量中技术中，传统模拟电压表，精度较低，设计较复杂。数字电压表的数字化是将像直流电压一样的连续的模拟信号转换成离散的不连续数字信号并加以显示，这不同于传统的以指针加刻度盘读数的方法，从而有效的减轻了读数的误差和视觉的疲劳。

1 硬件系统框图

如图1-1所示，数字电压表主要由四个模块组成。A/D转换模可将要测量的电压存入芯片中，然后通过芯片将模拟量转变成数字量，由P2口控制，将数字量传送到单片机的P1口。复位模块用于单片机的复位。1602液晶显示模块主要用于把从单片机中的数据显示出来。其中P0用做液晶数据的输出，P1口用做控制液晶。因此，對于本设计而言，器件选择主要涉及到单片机的选型、显示方案和A/D转换方案这三个方面。

2 系统硬件设计

系统各个主要模块的方案如下：控制系统以单片机STC89C52为核心；A/D转换模块： ADC0832具有使用方便，操作简单等功能，可由单片机直接提供其转换所需的控制信号，时钟信号，每次完成转换时间迅速，满足设计需求。同时ADC0832具有体积小，价格便宜等优点，广泛应用于精度要求适中的控制系统中，本设计最终选用ADC0832，做为电压转化的首选芯片；显示模块： 液晶1602显示模块具有功耗低、价格低、连接方便等优点，已成为单片机应用设计中很常用的信息显示器件，本设计采用LCD1602液晶显示。报警模块采用蜂鸣器，实现过压报警功能。系统硬件原理图如图2-1。

3 系统软件设计

主程序主要是完成系统初始化以及各个程序之间的联系任务。系统上电后，程序先进行初始化，然后调用A/D转换测量子函数，把输入的电压转换成数字量，再判断输入电压是否大于设定电压值，过压则调用报警函数，否则调用显示子函数。

4 结语

本设计应用单片机技术、模数转换及液晶显示技术，选取单片机STC89C52作为控制核心，ADC0832为模数转换芯片，LCD1602液晶为显示器，通过软件与硬件相结合的方法，设计制作了自动报警可换挡数字电压表。所设计的数字电压表可实时显示测量范围为0-20V的电压，并具备可调整门限的过电压报警功能。

参考文献

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