龙源期刊网httpwwwqika
comc
基于单片机数字电压表设计
作者：林三元来源：《中国科技博览》2014年第10期
摘要准确可靠的电压测量在大学物理教学中具有重要意义。在研究目前主流电压表设计方案的基础上，提出一种新型数字电压表的设计方法，极大地增强了系统集成度和电路可靠性。以Altera公司高性价比的AT89C51芯片为控制核心，以较高性能的模数转换器为信号采集芯片，完成电压数据的采集、转换、处理、显示，并实现了档位的自动转换和较宽的测量范围。
关键词单片机数字电压表电路设计AT89C51芯片
中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：1009914X（2014）10001202
数字电压表，是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片AD转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
本次设计系统是以AT89C51单片机为核心，辅以简单的控制电路，设计了一种切换量程的数字电压表。系统中，模拟电压信号由AD转换器TLC2543采集，以数字信号的方式传给单片机进行处理，并加以控制。控制系统包含硬件和软件两部分。硬件部分包括：单片机最小系统、电压采集电路、量程控制电路、电压显示电路以及其他一些外围接口电路。软件部分包括：主程序的流程设计，其涵盖了电压采集子程序、字符转换子程序、LCD液晶显示子程序等，这些子函数都体现出系统软件设计模块化的结构特点。通过单片机对信号处理并加以适当的算法控制，从而驱动相应的硬件电路，实现电压控制的目的。
系统硬件结构：
系统是以AT89C51单片机作为主控器，通过扩展必要的外围接口电路，包括电压采集、输入和输出、电压的量程控制、显示等电路，实现数字电压表的系统化设计。其系统结构框图如下图1所示：
本次设计主要由单片机模块、电压输入模块、AD转换模块、量程控制模块、液晶显示模块等5部分组成。AD模拟转换芯片将直流电压模拟信号通过AD转换器转换成数字信号，写
f龙源期刊网httpwwwqika
comc
入单片机中。以AT89C51单片机为控制核心，通过AD转换电路来将模拟信号r