5.5 单片机实现数字电压表显示 在电气测量中,电压是一个很重要的参数。如何准确地测量模拟信号的电压值,一直是电测仪器研究的内容之一。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础,电压表的数字化是将连续的模拟量,如直流电压转换成不连续的离散的数字量并加以显示,这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法,避免了读数的视差和视觉疲劳。目前数字万用表的内部核心部件是A/D转换器,转换器的精度很高。
在现代检测技术中,常需用高精度数字电压表进行现场检测,将检测到的数据送入微计算机系统,完成计算、存储、控制和显示等功能。数字电压表是通用仪器中使用较广泛的一种测试仪器,很多电量或非电量经变化后都用可数字电压表完成测试。因此,数字电压表被广泛地应用于科研和生产测试中。
5.5.1 实例说明
数字电压表对繁多的电量测试具有精度高、测量速度快、自动化程度高等优点,在科研生产的电量测试中得到了广泛的应用。
本例中数字电压表的控制系统采用AT89C52单片机,A/D转换器采用ADC0809为主要硬件,数字电压表测量0~5 V的8路输入电压值,并在4位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。该系统的数字电压表电路简单,所用的元件较少,成本低,调节工作可实现自动化。还可以方便地进行8路A/D转换量的测量,远程测量结果传送等功能。
5.5.2设计思路分析
本例将介绍一种以单片机为核心的电压测量仪表,它能够测量电压量,并且测量结果能够通过数码管显示,从而具有一定的智能性。
由于单片机的有效输入/输出信号均为数字信号,而对于整个系统的前向通道有效信号均应为模拟信号,所以在设计过程中必然包括模拟量转换为数字量的单元设计。根据要求,本例采用ADC0809芯片作为转换电路。
硬件部分的设计主要任务就是对电压信号能够进行测量并显示;在软件部分,主要是各个模块电路的软件设计,能够将采集到的模拟量转换为数字量,并显示。
5.5.3硬件电路设计
ADC0809对输入模拟量的要求是:信号单极性,电压范围为0~5V,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如果模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。单片机实现数字电压表显示的电路连接如图5-22所示。
把单片机中的P1.0~P1.7口通过8芯排线与动态数码显示区域中的A、B、C、D、E、F、G、H端口相连接;把单片机中的P2.0~P2.3口通过8芯排线与动态数码显示区域中的Sl、S2、s3、S4端口相连接;把单片机中的P3.0口与模/数转换模块中的ST脚相连接;把单片机中的P3.1口与模/数转换模块中的OE脚相连接;把单片机中的P3.2口与模/数转换模块中的EOC脚相连接;把单片机中的P3.3口与模/数转换模块中的CLK脚相连接。
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