基于AT89C52的数字电压表的设计

康丽伟 成都理工大学信息科学与技术学院 四川成都 422001陈维锋 四川省地震局减灾救助研究所 四川成都 610041徐灿飞 成都理工大学信息科学与技术学院 四川成都 422001



基于AT89C52的数字电压表的设计

康丽伟 成都理工大学信息科学与技术学院 四川成都 422001
陈维锋 四川省地震局减灾救助研究所 四川成都 610041
徐灿飞 成都理工大学信息科学与技术学院 四川成都 422001

【文章摘要】

随着电子科学技术、传感技术、自动控制技术的发展，电子测量成为必须掌握的手段。本文介绍一种以AT89C52单片机为核心的数字电压测量电路,该电路采用高精度、A/D转换电路，使用LED模块显示,该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。

【关键词】

电压测量；数字电压；LED

本文采用ADC0809对输入模拟信号进行转换，控制核心AT89C52单片机对转换的结果进行运算和处理后，经过A/D转换器（转换器的精度影响数字电压表的准确度）形成精度较高的数字信号输出到LED数码管进行显示。

1 数字电压表的设计原理

1.1设计思路

⑴根据设计要求，选择AT89C52单片机为核心控制器件。

⑵A/D转换采用ADC0808实现，与单片机的接口为P1口引脚。

⑶电压显示采用5位一体的LED数码管。

⑷LED数码的段码输入,由并行端口P0产生：位码输入，用并行端口P2低四位产生。

1.2设计方案

设计框图如图1。

利用单片机系统与模数转换芯片、显示模块等的结合构建数字电压表。本系统以AT89C52单片机为核心控制器，电压测量电路与ADC0809相连，经A／D转换将测得的模拟电压信号转换为数字信号输人给单片机，经单片机进行信号处理后，形成精度较高的数字信号输出到LED数码管进行显示，并留有一定的接口，供扩展用。根据数字电压表基本原理：该电路通过ADC0809芯片采样输入口IN0输入的0～5V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0--D7传送给AT89C52芯片的P0口。该电压表的测量电路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。

图1　设计框图

图2　硬件原理图

2 数字电压表的硬件系统设计

2.1硬件模块

硬件模块原理图如图2

2.2AT89C52和ADC0808介绍

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-52指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C52是一种高效微控制器，它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

ADC0808由8路模拟通道选择开关，地址锁存与译码器，比较器，8位开关树型A/ D转换器，逐次逼近型寄存器，定时和控制电路和三态输出锁存器等组成。

3 数字电压表的系统软件设计

3.1程序设计总方案

根据模块的划分原则，将该程序划分初始化模块，A/D转换子程序和显示子程序，这三个程序模块构成了整个系统软件的主程序。主程序框图如图3。

图3　数字式直流电压表主程序框图

3.2系统子程序设计

（1）初始化程序

所谓初始化，是对将要用到的MCS_51系列单片机内部部件或扩展芯片进行初始工作状态设定，初始化子程序的主要工作是设置定时器的工作模式，初值预置，开中断和打开定时器等。

（2）A/D转换子程序

A/D转换子程序用来控制对输入的模块电压信号的采集测量，并将对应的数值存入相应的内存单元。

4 结语

在实际应用工作应能好，测量电压准确，精度高。系统功能、指标达到了课题的预期要求、系统在硬件设计上充分考虑了可扩展性，经过一定的改造，可以增加功能。本文设计主要实现了简易数字电压表测量一路电压的功能，详细说明了从原理图的设计、电路图的仿真再到软件的调试。

【参考文献】

[1]胡健.单片机原理及接口技术.北京：机械工业出版社，2004年10月

[2]宋凤娟，孙军，李国忠.基于89C51单片机的数字电压表设计[J].工业控制计算机，2007年

[3]苗红霞.单片机实现数字电压表的软硬件设计[J].河海大学常州分校学报，2002 年

[4]姜志海,黄玉清等著.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社.2005年7 月

[5]边春远等著.MCS-51单片机应用开发实用子程序[M].北京:人民邮电出版社.2005年9月.

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