基于AT89C52的數(shù)字電壓表的設(shè)計

康麗偉 成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 四川成都 422001陳維鋒 四川省地震局減災(zāi)救助研究所 四川成都 610041徐燦飛 成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 四川成都 422001

?

基于AT89C52的數(shù)字電壓表的設(shè)計

康麗偉 成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 四川成都 422001
陳維鋒 四川省地震局減災(zāi)救助研究所 四川成都 610041
徐燦飛 成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 四川成都 422001

【文章摘要】

隨著電子科學(xué)技術(shù)、傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)的發(fā)展，電子測量成為必須掌握的手段。本文介紹一種以AT89C52單片機為核心的數(shù)字電壓測量電路,該電路采用高精度、A/D轉(zhuǎn)換電路，使用LED模塊顯示,該電路設(shè)計新穎、功能強大、可擴展性強。

【關(guān)鍵詞】

電壓測量；數(shù)字電壓；LED

本文采用ADC0809對輸入模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，控制核心AT89C52單片機對轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行運算和處理后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換器的精度影響數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度）形成精度較高的數(shù)字信號輸出到LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。

1 數(shù)字電壓表的設(shè)計原理

1.1設(shè)計思路

⑴根據(jù)設(shè)計要求，選擇AT89C52單片機為核心控制器件。

⑵A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0808實現(xiàn)，與單片機的接口為P1口引腳。

⑶電壓顯示采用5位一體的LED數(shù)碼管。

⑷LED數(shù)碼的段碼輸入,由并行端口P0產(chǎn)生：位碼輸入，用并行端口P2低四位產(chǎn)生。

1.2設(shè)計方案

設(shè)計框圖如圖1。

利用單片機系統(tǒng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、顯示模塊等的結(jié)合構(gòu)建數(shù)字電壓表。本系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心控制器，電壓測量電路與ADC0809相連，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換將測得的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸人給單片機，經(jīng)單片機進(jìn)行信號處理后，形成精度較高的數(shù)字信號輸出到LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示，并留有一定的接口，供擴展用。根據(jù)數(shù)字電壓表基本原理：該電路通過ADC0809芯片采樣輸入口IN0輸入的0～5V的模擬量電壓，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字量經(jīng)過其輸出通道D0--D7傳送給AT89C52芯片的P0口。該電壓表的測量電路主要由三個模塊組成：A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及顯示控制模塊。

圖1　設(shè)計框圖

圖2　硬件原理圖

2 數(shù)字電壓表的硬件系統(tǒng)設(shè)計

2.1硬件模塊

硬件模塊原理圖如圖2

2.2AT89C52和ADC0808介紹

AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含有4KB的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器和128字節(jié)的隨機存儲器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-52指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C52是一種高效微控制器，它為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。

ADC0808由8路模擬通道選擇開關(guān)，地址鎖存與譯碼器，比較器，8位開關(guān)樹型A/ D轉(zhuǎn)換器，逐次逼近型寄存器，定時和控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成。

3 數(shù)字電壓表的系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1程序設(shè)計總方案

根據(jù)模塊的劃分原則，將該程序劃分初始化模塊，A/D轉(zhuǎn)換子程序和顯示子程序，這三個程序模塊構(gòu)成了整個系統(tǒng)軟件的主程序。主程序框圖如圖3。

圖3　數(shù)字式直流電壓表主程序框圖

3.2系統(tǒng)子程序設(shè)計

（1）初始化程序

所謂初始化，是對將要用到的MCS_51系列單片機內(nèi)部部件或擴展芯片進(jìn)行初始工作狀態(tài)設(shè)定，初始化子程序的主要工作是設(shè)置定時器的工作模式，初值預(yù)置，開中斷和打開定時器等。

（2）A/D轉(zhuǎn)換子程序

A/D轉(zhuǎn)換子程序用來控制對輸入的模塊電壓信號的采集測量，并將對應(yīng)的數(shù)值存入相應(yīng)的內(nèi)存單元。

4 結(jié)語

在實際應(yīng)用工作應(yīng)能好，測量電壓準(zhǔn)確，精度高。系統(tǒng)功能、指標(biāo)達(dá)到了課題的預(yù)期要求、系統(tǒng)在硬件設(shè)計上充分考慮了可擴展性，經(jīng)過一定的改造，可以增加功能。本文設(shè)計主要實現(xiàn)了簡易數(shù)字電壓表測量一路電壓的功能，詳細(xì)說明了從原理圖的設(shè)計、電路圖的仿真再到軟件的調(diào)試。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡健.單片機原理及接口技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2004年10月

[2]宋鳳娟，孫軍，李國忠.基于89C51單片機的數(shù)字電壓表設(shè)計[J].工業(yè)控制計算機，2007年

[3]苗紅霞.單片機實現(xiàn)數(shù)字電壓表的軟硬件設(shè)計[J].河海大學(xué)常州分校學(xué)報，2002 年

[4]姜志海,黃玉清等著.單片機原理及應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社.2005年7 月

[5]邊春遠(yuǎn)等著.MCS-51單片機應(yīng)用開發(fā)實用子程序[M].北京:人民郵電出版社.2005年9月.

[6]ATMEL Corporation.Microcontroller Data Book.Oct 1995