基于单片机的数字电压表设计.pdf

1、基于单片机的数字电压表设计摘 要本文设计了串联线性稳压电源及基于单片机 LED 数码管数字显示电路，提供了原理电路及 PCB 版图，分析了软件设计思路及主函数流程图，说明了装配及调试主要事项。【关键词】数字电压表 单片机 PCB 流程图 装配及调试数字电压表（Digital Voltmeter）简称 DVM，它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 A/D转换器构成的数

2、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，显示出强大的生命力。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。1 电路组成及原理分析数字电压表主要由：A/D 变换电路、单片机最小系统、显示电路、声光报警电路和电源电路所组成，电路组成方框见图 1，电路原理图见图 2，PCB 板图见图 3。2 电路目的电路接通交流电后，LED 数码显示器能准确地显示出由 TEST2 输出的电压值，调整TEST2 输出电压，LED 数码显示值跟随变化，当电压大于 4.50v 时，电路开始告警。2.1 电路软件设计本程序主要

3、包括四个部分：主函数、拆字函数、显示函数和报警函数。主函数的工作是启动 ADC0809 进行转换并读取转换结果。转换结果为 8 为二进制数00FFH，从 P3 口读取。在设计程序是要注意：（1）ALE 信号上升沿有效，锁存地址并选中相应通道。（2）ST 信号有效，开始转换。A/D 转换期间 ST 为低电平。（3）EOC 信号输出高电平，表示转换结束。（4）OE 信号有效，允许输出转换结果。拆字函数的工作是将转换结果 00FFH 转换为成要显示的 0500 的字符形式，并将结果的个十百为数字分别送入三个全局变量存储。显示函数功能是根据三个全局变量内容，在三位数码管上动态显示相应数字 0.005.

4、00。由于人眼存在“视觉驻留效应”，必须要保证每位数码管显示间断的时间间隔小于眼睛的驻留时间。报警函数的功能室根据 A/D 转换结果数据大于给定数据比较，进行声光报警。2.2 装配及调试说明注意：请首先焊接跳线，电路焊接完成，仔细检查无误后，才可通电调试。2.2.1 外部接线通过外置变压器给电路板提供 9v 左右交流电。2.2.2 调试方法电源电路：整机电路供电采用+5V 供电。在电路调试过程中，根据实际要求连接或断开跳线。主要调整取样电路的电位器，调整空载及带负载时的输出电压为+5V。单片机电路调试：上一项调试完毕后方可进行此项调试，主要测试单片机复位电路复位按键按下复位引脚是否是高电平，释

5、放后单片机复位引脚是否是低电平。可通过示波器测试时钟电路是否振荡。显示电路调试：主要测试 LED 显示位驱动电路是否正常工作，段驱动信号是否有变化。超压报警电路：超压报警电路调试需调节测量电压到 4.5v 以上后将产生声光报警。2.2.3 整机功能验证接入电路工作电源，此时 LED 数码管显示实时测量电压值，调节测量电压值，LED 显示值发生变化，当测量电压大于设定电压时，超限报警启动。参考文献1楼然苗，李光飞.单片机课程设计指导M.北京航空航天大学出版社，2011.2戴娟.单片机技术与应用M.高等教育出版社，2012.3杨建成.基于单片机的数字电压表设计与仿真M.现代电子技术，2012.作者简介何小河，硕士研究生学历，现为绵阳职业技术学院副教授。长期从事电子产品设计研制及电子类专业教学研究工作。作者单位绵阳职业技术学院 四川省绵阳市 621000