【正文】 入端 ，開(kāi)關(guān)與單片機(jī)的連接 如圖所示。使用的基本元器件是： AT89C51 單片機(jī)， TLC2543 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片， 1602 液晶顯示器，開(kāi)關(guān)，按鍵，電容，電阻，晶振，標(biāo)準(zhǔn)電源等等。 第 頁(yè) 14 4. 總體設(shè)計(jì) 技術(shù)要求 1） 最高量程為： 500V。 6． GND 端是內(nèi)部電路的地回路端，除加有說(shuō)明外，所有電壓測(cè)量都相對(duì)于 GND 7． I/O clk 端串行輸入并完成以下四個(gè)功能：第一，在 I/O clk 的前 8 個(gè)上升沿，它將 8 個(gè)輸入數(shù)據(jù)信鍵入輸入數(shù)據(jù)寄存器。對(duì) I/O clk，驅(qū)動(dòng)源阻抗必須小于或等于 50 歐并且能夠?qū)⒛M電壓由 60PF 的電容來(lái)限制其斜率。 第 頁(yè) 11 模數(shù)（ A/D）芯片 TLC2543 的資料 綜合本設(shè)計(jì)的各方面考慮，我們選了 TLC2543 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。 些 A/D 轉(zhuǎn)換器是的特點(diǎn)是 8位精度， 屬于并行口， 如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路 [3]。 S=1當(dāng)寫(xiě)一個(gè)安條款，整屏顯示左移（ N=1） 或右移（ N=0），以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果。以下是 1602 液晶的各方面參數(shù) 如表 所示 ： 第 頁(yè) 8 表 接口信號(hào)說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇端 6 E 使能信號(hào) 814 D0D7 Data I/O 15 BLA 背光源正極 16 BLK 背光源負(fù)極 2． 基本操作時(shí)序： 1. 讀狀態(tài)：輸入： RS=0， RW=1， E=1。不過(guò)它的價(jià)格比 1602 液晶貴了很多。具有高亮度，功耗低，視角大，壽命長(zhǎng)，耐濕，冷，熱等特點(diǎn)， LED點(diǎn)陣顯示器件可以顯示數(shù)字，英文字符，中文字符等。在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)起著連接硬件電路與程序運(yùn)行及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任務(wù)，一方面，它將 A/D 轉(zhuǎn)換 器、顯示器和語(yǔ)音芯片等通過(guò) I/O 口地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)連接起來(lái)；另一方 面，它將用戶(hù)下載的程序通過(guò)控制總線(xiàn)控制數(shù)據(jù)的輸入輸出，從而實(shí)現(xiàn)測(cè) 電壓的功能。 應(yīng)用最廣的 8位單片機(jī)還是 intel 的 51 系列單片機(jī)。模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換芯片將被測(cè)量電壓輸入端所采集到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件編程，使單片機(jī)系統(tǒng)能按規(guī)定的時(shí)序來(lái)采集這些數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一定的算法計(jì)算出被測(cè)量電壓的值 [4 ]。模擬電路和數(shù)字電路是相互聯(lián)系的，由邏輯控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)，按規(guī)定的時(shí)序?qū)?A/D 轉(zhuǎn)換器中個(gè)組模擬開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)，保證 A/D 轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行。其中，電壓量的測(cè)量最為經(jīng)常。 目前實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)字化測(cè)量的方法仍然模 數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換 的方法 [8]。 如今，數(shù)字電壓表已絕大部分已取代了傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表。當(dāng)測(cè)得電壓的數(shù)值小于 1V 時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將電壓數(shù)值轉(zhuǎn)換為以 mV 為電壓?jiǎn)挝坏碾妷褐怠? 關(guān)鍵字 ： 數(shù)字電壓表 ； 單片機(jī) ； A/D 轉(zhuǎn)換 第 頁(yè) II Digital voltmeter design and simulation Abstract： This article describes the background of the development of the digital voltmeter and designed microcontroller, a / d conversion chips bined with a DC digital voltmeter. Its specific functions are: the maximum range for 200v, threestall range, that is, 2v, 20v, 200v, can downshift switch to achieve the various stalls. When the measured voltage is less than 1v, the system automatically the voltage value converted to a voltage value mv voltage units. Five seconds and the key method to measure the average voltage value. Key words: Digital voltmeter 。顯示出強(qiáng)大的生命力 。 2． 按顯示位數(shù)來(lái)分：有 4位， 5 位， 6位， 7位， 8 位等。 第 頁(yè) 3 2 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表有多種的設(shè)計(jì)方法，方案是多種多樣的，由于大規(guī)模集成電路數(shù)字芯片的高速發(fā)展，各種數(shù)字芯片品種多樣，導(dǎo)致對(duì)模擬數(shù)據(jù)的采集部分的不一致性，進(jìn)而又使對(duì)數(shù)據(jù)的處理及顯示的方式的多樣性。但設(shè)計(jì)不靈活，都是采用純硬件電路。 第 頁(yè) 5 3 元件的選取 單片機(jī)簡(jiǎn)介 及本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選擇 常用單片機(jī)的 特點(diǎn)比較及本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選擇 綜合上一章提到 的兩種設(shè)計(jì)方案的各方面優(yōu)點(diǎn)及其在現(xiàn)在的所設(shè)計(jì)電壓表的實(shí)用性，我 選擇第二種電壓表設(shè)計(jì)方案，即 由單片機(jī)系統(tǒng)及數(shù)字芯片構(gòu)建的方法來(lái)我們本次設(shè)計(jì)。有專(zhuān)門(mén)的 I/O 方向寄存器。小電流下可以驅(qū)動(dòng)每光，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，體積 小，重量輕，抗沖擊性能好，壽命長(zhǎng)。1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字 這些 字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼 。也不是理解的顯示器件。輸出： D0D7 為數(shù)據(jù)。所以， A/D 芯片的選擇是設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。 TLC2543C 是 12 位開(kāi)關(guān)電容 逐 次逼近 A/D 轉(zhuǎn)換，每個(gè)器件有三個(gè)控制輸入端，片選，輸入 /輸出時(shí)鐘以及 地址輸入端。 15 ~CS I 片選端。串行數(shù)據(jù)以 MSB 為前導(dǎo)并在 I/O clk 的前 4個(gè)上升沿被移入。第三，它將前一次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的其余 11 位 移出 data out 端。 最高 精度為。其 原理 圖如下： 圖 3 單片機(jī)最小 系統(tǒng) 原理圖 此模塊中，單片機(jī)的晶振是 12MHZ， C1 和 C2 的電容是 10UF， C3 可選 110UF。 第 頁(yè) 17 圖 5 模塊連接圖 4. 交流輸入端與 A/D 芯片的連接 交流電壓不能直接輸入 A/ D 芯片，必需通過(guò)整流、濾波 才能輸入 A/D 轉(zhuǎn)換器 [13]。 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 匯編語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言的特點(diǎn)及選擇 本設(shè)計(jì)是硬件電路和軟件編程 相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，選擇 合適的 編程語(yǔ)言是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。所以在本設(shè)計(jì)中采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)軟件程序。//1602 液晶寫(xiě)入 /讀出標(biāo)志 ,0時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù) sbit ep=P1^0。 sbit flag_3=P2^3。 for(x=z。 ep=1。 ep=0。 delay(1)。//定時(shí)器首先不可工作 } void display(uchar x,uchar y,uint dat)//顯示電壓值的函數(shù) ,x 行 y 列開(kāi)始顯示 { uint add。 for(i=0。.39。break。 uchar i。 dat=1。 } uint read_value() { long float dq。 switch(key_state) { case key_state0: if(key==0) key_state=key_state1。 break。 if(dat=100)//當(dāng)電壓值大于 1V 時(shí) ,用 V顯示 ,否則用 mV 顯示 { display_zifu(0,1,tab2)。 flag++。 display_zifu(1,13,tab0)。 } 5 系統(tǒng)的調(diào)試 完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行，必須進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。首先單獨(dú)調(diào)試各子程序是否能夠按照 預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常。觀察是否正確顯示。 當(dāng)相應(yīng)的各模塊環(huán)節(jié)都正確后，可程序下載到單片機(jī)。使得本直流電壓表具體精度高，靈敏度強(qiáng)，性能可靠，電路簡(jiǎn)單，成本低的特點(diǎn)。選擇適合設(shè)計(jì)目地的 元器件 是一個(gè) 重要的 方 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。對(duì)于數(shù)字電壓表而言， 功能將會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大 [