基于單片機的數字電壓表

系統原理

模擬電壓經過檔位切換到不同的分壓電路衰減后，經隔離干擾送到A/D轉換器進行A/D轉換，然后送到單片機中進行數據處理。處理后的數據送到LCD中顯示，同時通過串行通訊與上位機通信。

硬件設計

輸入電路的作用是把不同量程的被測的電壓規范到A/D轉換器所要求的電壓值。智能化數字電壓表所采用的單片雙積分型ADC芯片ICL7135，它要求輸入電壓0—€？V。本儀表設計是0—1000V電壓，靈敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰減器，如圖2所示9M、900K、90K、和10K電阻構成1/10、1/100、1/1000的衰減器。衰減輸入電路可由開關來選擇不同的衰減率，從而切換檔位。為了能讓CPU自動識別檔位，還要有圖1的硬件連接。

A/D 轉換器的轉換精度對測量電路極其重要，它的參數關系到測量電路性能。本設計采用雙積A/D 轉換器，它的性能比較穩定，轉換精度高，具有很高的抗干擾能力，電路結構簡單，其缺點是工作速度較低。在對轉換精度要求較高，而對轉換速度要求不高的場合如電壓測量有廣泛的應用。

1、雙積A/D 轉換器的工作原理如圖3所示：對輸入模擬電壓和基準電壓進行兩次積分，先對輸入模擬電壓進行積分，將其變換成與輸入模擬電壓成正比的時間間隔 T1，再利用計數器測出此時間間隔，則計數器所計的數字量就正比于輸入的模擬電壓；接著對基準電壓進行同樣的處理。在常用的A/D轉換芯片（如ADC —0809、ICL7135、ICL7109等）中，ICL7135與其余幾種有所不同，它是一種四位半的雙積分A/D轉換器，具有精度高（精度相當于14位二進制數）、價格低廉、抗干擾能力強等優點。本文介紹用單片機并行方式采集ICL7135的數據以實現單片機電壓表和小型智能儀表的設計方案。

結束語

電壓測量通過不同的接口電路可實現溫度、濕度、壓力等測量，廣泛應用于工業領域。本電路設計別具一格，是一種高精度、低功耗、寬量程、智能化的電壓表。可擴展鍵盤、EEPROM、報警電路，實現電壓異常記錄、報警。

（作者單位：長春市水產品質量安全檢測中心）