基于单片机的数字直流电压表的设计与实现

足够 时间 （ ２ 个机器周 期以上） ，单片机就可
以进行复位操作。 ３ ． ４拓展功 能负压 显示 使 用 单片 机 判 断 Ｐ １ ． ７的高 低 电平 来是 执行 ０ － ５ Ｖ的 电压 输 出还 是 － ５ Ｖ－ ５ Ｖ的 电压 ， 但会 是该简 易数字 电压表 的精度 误差 升高为 Ｏ ． ０ ３ ９ ２ Ｖ，当测量 负压 的时候 有外 界提供 ． ５ Ｖ 电压 ， 因为我们的过压保护不能保护有点不足 ， 所以需另外引出线作为输入的测试 电压 。 模拟 电压 （ 负压 ）信号通 过变 阻器 分压 后 由 ＡＤＣ ０ ８ ０ ８的 Ｉ Ｎ０弓Ｉ 脚进 入 （ 由于使 用的
２ ． ２设 计 思路
３ ． ２ 数码 管显 示 电路
改 ，在准确 无误后 可 以用 Ｐ ＣＢ自动布 线 并改 善 ，完成 以后方可制作加工。 如要 真正实 现 电压 测量 和显 示功 能，还 需要写入相应 的程序才可达到要 求。
本设计使 用的是 Ｌ Ｅ Ｄ数码 管，Ｌ Ｅ Ｄ数码 管显示 器 是 由发 光二极 管显示 字段 的显示 器 件 ，也称为数码管。其外形结构如 图所示 。它 由 ８个发光二极管构成 ，通过不同的组合可用 来显示 ０ － ９ 、Ａ— Ｆ及小数 点 “ ． ”等字 符。Ｌ Ｅ Ｄ
ＡＤＣ ０ ８ ０ ８引 脚 定 义 ：
／
— — — — — — — —
பைடு நூலகம்
～
～
一
一
／
（ １ ） Ｉ Ｎ ０～Ｉ Ｎ ７ 引脚为 ８ 路模拟量输入 ， 【 关键词 】单片 机 电压表 设计
通过 ３根地址译码线 ＤＡ、ＤＢ、ＤＣ选通～路。 （ ２ ）Ｄ７～ ＤＯ引脚为数据转换后 的输出 端 ，其中 Ｄ０为最 低位 ，Ｄ７为 最高 位 。输 出
４ 小 结
本文 是依托 单片机 在开 发智 能仪器 仪表 数码管提供三种控制接 口，分 别是 ８ 位微处理 上的优越性 ，设计了一款 数字直流 电压表 ，旨 器接 口，４位微处理器接 口及 串行接 口。 在找到一种设计数字电表快捷 、合理 、通用的
Ｉ Ｎ０端 口，ＤＡ、 Ｄ Ｂ、ＤＣ 应 接 低 电 平 ） ， 经
路 开 关和通道 寻址 逻辑 ，因而可 以将它 作为
现突出。鉴 于此，本文基于单 片
机设 计一款数 字直流 电压表 。
Ｊ
“ 数据采集系统” 。利用该芯片可以直接对输
入 的 ８路单 端模 拟信号 进行 分时 Ａ／ Ｄ转 换， 在运动控制和多点巡回检测中应用 十分广泛。
电力电子 ● Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
基于单片机的数 字直流 电压表的设计 与实现
文／ 刘瑞
Ｒ Ｓ Ｔ端 高 电平 只要能够 保持 器件 ，精度为 ８位 ，它包括一个 ８位的逐次逼 会 逐渐下 降。ＲＥ 数 字 直流 电压 变在 ３ － 程 中应 用 比较 广泛， 而单 片机 价 格便 宜 且在 数字 电表 开发 与应 用方 面表 近型 ＡＤＣ部分 ，并提供一个 ８通道模 拟量多
过 Ａ／ Ｄ转换 ，将产生 的对应 的数 字量通 过输 出通道 Ｄ ０ ￣ Ｄ７口传送 给 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ５ １的 Ｐ ２端 口
促进了数字电压 表的发展 ，并不断涌现 出新 的
类型。
（ ４ ）Ａ Ｌ Ｅ为地址锁存信号，高电平有效 。 当电平为高时 ， Ａ 、 Ｂ 、 Ｃ三位地址信号被锁存 ，
２ 设 计 方 案
２ ． １设计要求 （ １ ）以 ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 系列 单片机 为数据 处理 元件 ，组成简单 的数字 电压表。 （ ２ ）Ｉ 路模拟量输入 ，测量 直流电压 。 （ ３ ）电压用 Ｌ Ｅ Ｄ数码管 显示 ，要求能够 显示至少两位小数 。 （ ４ ）具有过压保护功能。 （ ５ ）测量 电压范 围为 － ５ Ｖ－ ５ Ｖ。
１ 引 言
在最 近几 十年来 ，集成 电路 （ Ｉ ｃ）、微处 理器技术和半导体技术发展迅猛 ，同时数字化 测量 技术和数字 电路技术也有 了巨大 的飞跃 ，
端为三态可控输出 ，因此能够直接与微处理器
相连。 （ ３ ）ＤＡ、Ｄ Ｂ、Ｄ Ｃ 是模 拟 通道 地 址 选 通
信号 ，Ｄ Ａ为低位 ，ＤＣ为高位。
（ Ｐ ２ ． Ｏ ～ Ｐ ２ ． ７ ），Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ｌ 负 责 把接 收 到 的数 译码选通对应的模拟通道。实际使用 时，该信 字量进行处理 ，然后将产生的正确 的数码管显 本 文 以简 易数字 直流 电压 表 设计 为研究 号 常与 Ｓ Ｔ ＡＲ Ｔ信号连在 一起 ，可 以同时锁存 示段 码传送给 Ｌ Ｅ Ｄ灯 ，同时 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 通过其 内 容，主 要包 括 三 大模 块 ：Ａ／ Ｄ转 换 模块 、 通道 的地址并启动 Ａ ／ Ｄ转换 。 Ｉ ／ Ｏ口Ｐ １ ． Ｏ ～ Ｐ １ ． ４产 生位 选信号 来控 制数 码管 数 据处 理模 块 和显 示模 块 。首先 ，Ａ ／ Ｄ转 换 （ ５ ）Ｖ Ｒ （ ＋ ） 和Ｖ Ｒ （ 一 ） 是 正、 负参 考 电压 的亮灭 。 模块采 用 ＡＤＣ ０ ８ ０ ８芯 片将输入 的模 拟信号转 的输 入 端 ，提 供 片 内 Ｄ Ａ Ｃ 电阻 网络 基 准 电 至此简易 数字直 流 电压 表 的硬件 电路 已 换 为数字 量 ，然 后数 据处理 模块 采用 单片机 压 。双极性输入时 ，ＶＲ （ ＋ ） 、ＶＲ （ 一 ） 分别接正、 设 计完成 ，然后通过硬件 电路来选取相 应的电 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ５ ｌ 对 已转换 的 数字 量进行 处理 ，最后 负 极 参 考 电 压 ，单 极 性 输 入 时 ，ＶＲ （ ＋ ） ＝ ５ Ｖ， 子 元 器件 和芯 片 。可 以利 用 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｌ 或 者 Ａｌ ｔ ｉ ｕ ｍ 驱动 Ｌ Ｅ Ｄ灯显示为数字 的电压信号 。 Ｖ Ｒ（ 一 ） ＝ ０ Ｖ。 Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ软件绘 制电路原理 图，并仔细检 查修