众文网1.数字电压表设计论文
基于PC的数字电压表设计 本文运用AT89S51和AD678进行A/D转换，根据数据采集的工作原理，设计实现数字电压表，最后完成单片机与PC的数据通信，传送所测量的电压值 数字电压表的设计和开发，已经有多种类型和款式。
传统的数字电压表各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。
所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上，都具有传统数字电压表无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。 新型数字电压表的整机设计 该新型数字电压表测量电压类型是直流，测量范围是-5~+5V。
整机电路包括：数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片，A/D转换采用AD678芯片。
通过RS232串行口与PC进行通信，传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。
数据采集电路的原理 在单片机数据采集电路的设计中，做到了电路设计的最小化，即没用任何附加逻辑器件做接口电路，实现了单片机对AD678转换芯片的操作。 AD678是一种高档的、多功能的12位ADC，由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件，所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统，而且一次A/D转换仅需要5ms。
在电路应用中，AD678采用同步工作方式，12位数字量输出采用8位操作模式，即12位转换数字量采用两次读取的方式，先读取其高8位，再读取其低4位。根据时序关系，在芯片选择/CS=0时，转换端/SC由高到低变化一次，即可启动A/D转换一次。
再查询转换结束端/EOC，看转换是否已经结束，若结束则使输出使能/OE变低，输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE，先读取高字节，再读取低字节。
整个A/D操作大致如此，在实际开发应用中调整。 由于电路中采用AD678的双极性输入方式，输入电压范围是-5~+5V，根据公式Vx10(V)/4096*Dx，即可计算出所测电压Vx值的大小。
式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。 RS232接口电路的设计 AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。
Max232是德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。
Max232芯片起电平转换的功能，使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。 串口通信的RS232接口采用9针串口DB9，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连。
在实验中，用定时器T1作波特率发生器，其计数初值X按以下公式计算： 串行通信波特率设置为1200b/s，而SMOD=1,fosc=6MHz，计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。
为了便于观察，当每次测量电压采集数据时，单片机有端口输出时，用发光二极管LED指示。 软件编程 软件程序主要包括：下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。
单片机采用C51语言编程，上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中，借助“串口调试助手”工具，有效利用这个工具为整个系统提高效率。
单片机编程 下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器，本系统有集成的ISP仿真调试环境。
在采集程序中，单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求，在实际开发中，要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。
人机界面编程 打开VC++6.0，建立一个基于对话框的MFC应用程序，串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述，编程实现一个良好的人机界面。
数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序，整个样机功能得以实现。
功能结果 根据上面所述工作原理及实施方案，在实践中很好地实现了整个样机的功能，各项指标达到了预先的设计要求。电路工作稳定，每次测量均伴有LED发光指示，可视化界面显示也正常。
AD678转换精度是12位，它的分辨率为1/4096。这为整机系统的高精度提供了保障。
为了提高测量精度，运用了AD678自带的校准电路，这样使其A/D转换精度更高。在实际测量中，整机测量精度达到了0.8%。
2.基于AD574A和单片机的高精度数字电压表的论文
我们利用AD574与ATMEL公司的低价高性能单片机AT89C2051组成一个高精度的数字电压表，电原理图如图1,AD574是12位逐次比较型A/D转换器，共有12根数据线，AT89C2051的P1与AD574的高8位数据线直接相接，AD574的低4位数据线与单片机的高半4位P1.4——P1.7直接相接，数据的读取是依靠单片机的控制线进行分时选通进行。
P3.5接AD574的字节短周期控制线（A0）,P3.4接读转换数据控制脚（），P3.7直接与工作状态指示端（STS）相连，这样的结构决定只能是8位输出形式，故数据模式选择端直接接地即可。AT89C2051只有15根I/O口线，上述用了11根，只余下4根口线，我们将输出的数据通过单片机的串行口输出，外接一片74LS164（串入并出）译码器进行扩展，同时显示的数据为4位，剩下的2根口线仍不能满足要求，还需要一片74LS138三——八译码器对显示LED进行地址选通。
这里我们采用10V量程的输入模式，故AD574的Pin13为被测电压的输入端，因为只使用了一片AD574转换芯片，所以CS端直接接地即可。转换器使用±12V电源电压供电，工作电压为+5V。
74LS164为串入并出译码器，AT89C2051通过串行口输出的BCD串行码经74LS164译码输出为七段BCD码，直接与LED的a——g相连，同时四位LED的数据线都一一对应连接在一起。LED数码管选用共阳型，74LS138输出的地址码经一个三极管2SA1015(PNP)接LED的公共端，四位LED的显示是通过地址线进行分时选通的，这就是我们常用的动态扫描显示方式。
值得一提的是，动态扫描显示方式中，动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED将出现闪烁现象。如频率太高，由于每个LED点亮的时间太短，LED的亮度太低，肉眼无法看清，所以一般均取10ms左右为宜，这就要求在编写程序时，选通某一位LED使其点亮并保持一定的时间，程序上常采用的是调用延时子程序。
在C51指令中，延时子程序是相当简单的，并且延时时间也很容易更改。 我百度的- -~。
3.基于AD574A和单片机的高精度数字电压表的论文
我们利用AD574与ATMEL公司的低价高性能单片机AT89C2051组成一个高精度的数字电压表，电原理图如图1,AD574是12位逐次比较型A/D转换器，共有12根数据线，AT89C2051的P1与AD574的高8位数据线直接相接，AD574的低4位数据线与单片机的高半4位P1.4——P1.7直接相接，数据的读取是依靠单片机的控制线进行分时选通进行。
P3.5接AD574的字节短周期控制线（A0）,P3.4接读转换数据控制脚（），P3.7直接与工作状态指示端（STS）相连，这样的结构决定只能是8位输出形式，故数据模式选择端直接接地即可。AT89C2051只有15根I/O口线，上述用了11根，只余下4根口线，我们将输出的数据通过单片机的串行口输出，外接一片74LS164（串入并出）译码器进行扩展，同时显示的数据为4位，剩下的2根口线仍不能满足要求，还需要一片74LS138三——八译码器对显示LED进行地址选通。
这里我们采用10V量程的输入模式，故AD574的Pin13为被测电压的输入端，因为只使用了一片AD574转换芯片，所以CS端直接接地即可。转换器使用±12V电源电压供电，工作电压为+5V。
74LS164为串入并出译码器，AT89C2051通过串行口输出的BCD串行码经74LS164译码输出为七段BCD码，直接与LED的a——g相连，同时四位LED的数据线都一一对应连接在一起。LED数码管选用共阳型，74LS138输出的地址码经一个三极管2SA1015(PNP)接LED的公共端，四位LED的显示是通过地址线进行分时选通的，这就是我们常用的动态扫描显示方式。
值得一提的是，动态扫描显示方式中，动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED将出现闪烁现象。如频率太高，由于每个LED点亮的时间太短，LED的亮度太低，肉眼无法看清，所以一般均取10ms左右为宜，这就要求在编写程序时，选通某一位LED使其点亮并保持一定的时间，程序上常采用的是调用延时子程序。
在C51指令中，延时子程序是相当简单的，并且延时时间也很容易更改。 我百度的- -~。
4.数字电压表设计 单片机 C语言
1、电路原理图： {我博客中的相关文章} 2、利用单片机AT89S51与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0-5V之间的直流电压值，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。
3、系统板上硬件连线 a） 把“单片机系统”区域中的P1.0-P1.7与“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端口用8芯排线连接。 b） 把“单片机系统”区域中的P2.0-P2.7与“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口用8芯排线连接。
c） 把“单片机系统”区域中的P3.0与“模数转换模块”区域中的ST端子用导线相连接。 d） 把“单片机系统”区域中的P3.1与“模数转换模块”区域中的OE端子用导线相连接。
e） 把“单片机系统”区域中的P3.2与“模数转换模块”区域中的EOC端子用导线相连接。 f） 把“单片机系统”区域中的P3.3与“模数转换模块”区域中的CLK端子用导线相连接。
g） 把“模数转换模块”区域中的A2A1A0端子用导线连接到“电源模块”区域中的GND端子上。 h） 把“模数转换模块”区域中的IN0端子用导线连接到“三路可调电压模块”区域中的VR1端子上。
i） 把“单片机系统”区域中的P0.0-P0.7用8芯排线连接到“模数转换模块”区域中的D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。 4. 程序设计内容 i. 由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，而此时的ADC0809的CLK是接在AT89S51单片机的P3.3端口上，也就是要求从P3.3输出CLK信号供ADC0809使用。
因此产生CLK信号的方法就得用软件来产生了。 ii. 由于ADC0809的参考电压VREF=VCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。
实际显示的电压值 （D/256*VREF） 5、C语言源程序（见博客中）QQ825093272。
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