基于单片机数字电压表设计_00003.doc

基于单片机的数字电压表 学生姓名 系 部： 专业年级： 指导教师： 摘 要 本文介绍基于AT89S52单片机的一种电压测量电路,介绍了双积分电路的原理，AT89S52的特点，ICL7135的功能和应用，LCD1601的功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、可ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。正文着重给出了软硬件系统的各部分电扩展强 关键词： 电压测量，ICL7135，双积分A/D转换器，1601液晶模块 目录 第1章 概述 2 1.1 数字电压表的发展前景. 2 1.2 电路原理图 3 第2章 硬件电路设计 4 2.1 输入电路设计 4 2.1.1 衰减电路设计 4 2.1.2 衰减电路： 4 2.2 转换电路 5 2.2.1 转化器类型 5 2.2.2 转换器主要性能： 6 2.2.3 ICL7135芯片简绍 7 2.3 AT89S52介绍 9 2.3.1 AT89S52芯片特点 10 2.3.2 主要引脚功能描述 10 2.4 显示电路 13 2.4.1 液晶显示器的分类及原理 13 2.4.2 LCD-1601介绍 13 第3章 系统软件设计 15 3.1 主程序设计 15 3.2 中断程序设计 16 第4章 通讯模块设计 18 4.1 通讯模块电路组成 18 4.2 通讯模块程序设计 18 结束语 20 致谢 21 附件一 电路原理图 22 附件二 部分参考程序 23 参考文献 25  第1章 概述 1.1 数字电压表的发展前景. 数字电压表作为数字技术的成功应用，发展相当快。数字电压表（Digital VoIt Me-ter，DVM），以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。特别是以A／D转换器为代表的集成电路为支柱，使DVM向着多功能化、小型化、智能化方向发展。DVM应用单片机控制，组成智能仪表；与计算机接口，组成自动测试系统。 现代数字电压表按测量功能可分为直流数字电压表和交流数字电压表。数字电压表一般由模拟部分和数字部分组成，模拟部分主要功能是获取电压并将其转换为相应的数字量，数字部分完成逻辑控制、译码和显示等功能。数字电压表的核心是A/D转换器，由A/D转换器工作原理的不同，数字电压表又可分为逐次比较型和双积分型。 传统模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点，但测量精度较差，特别是受表头精度的限制，即使采用0.5级的高灵敏度表头，读测时的分辨力也只能达到半格。再者，模拟式电压表的输入阻抗不高，测高内阻源时精度明显下降。 本设计为克服以上缺点选用ICL7135芯片实现双积分A/D转换，提高精度，它是一种四位半的双计分A/D转换器，具有精度高（精度相当于14位二进制数）、价格低廉、抗干扰能力强等优点。本设计介绍用单片机并行方式采集ICL7135的数据以实现单片机电压表和小型智能仪表的设计方案。 在当今的数字时代，从大到空间雷达，地球卫星定位系统，移动通信，计算机，医用断层扫描设备，小到家用计算机，数码影像设备，数字录音笔，数码微波炉等设备中，数字技术与数字电路组成的数字系统已经成为这些现代电子系统的重要组成部分。数字电压表正进入一个蓬勃发展的新时期，一方面它开拓了电子测量领域的先河，另一方面它本身正朝着高准确度、智能化、低成本的方向发展。此外，数字电压表在安装工艺、外观设计、安全性、可靠性等方面也在不断改进，日臻完善。 电路原理图 图1.2.1系统基本方框图 如图（1.2.1）所示，模拟电压经过档位切换到不同的分压电路衰减后，经隔离干扰送到A/D转换器进行A/D转换，然后送到单片机中进行数据处理。处理后的数据送到LCD中显示，同时通过串行通讯与上位机通信。 第2章 硬件电路设计 2.1 输入电路设计 由于该电压表要实现多量程测量，故而在本设计通过衰减电路与量程切换开关实现此功能，具体电路将在本节详细介绍。 2.1.1 衰减电路设计 图2.1.1量程切换开关 输入电路（如图2.1.1）的作用是把不同量程的被测的电压规范到A/D转换器所要求的电压值。智能化数字电压表所采用的单片双积分型ADC芯片ICL7135，它要求输入电压0-±2V。 2.1.2 衰减电路： 图2.1.2衰减输入电路 本仪表设计是0-1000V电压，灵敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰减器，如图