1、 1 基于单片机的数字电压表 摘要： 本文介绍一种基于89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用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路， 介绍了双积分电路的原理，89S52 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、可扩展性强。 关键词：电压测量，ICL7135，双积分 A/D 转换器，1601 液晶模块 A Abstractbstract : The introduction of a cost-
2、based 89S52 MCU a voltage measurement circuits, the circuits used ICL7135 high-precision, dual-scoring A/D conversion circuits, measuring scope DC 0-2000 volts, the use of LCD that can be carried out with a PC serial communications. The paper focuses on providing a software and hardware system compo
3、nents circuit, introduced double integral circuit theory, 89S52 features ICL7135 functions and applications, LCD1601 functions and applications. the circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong. Key WordsKey Words : Digital Voltmeter ICL7135 LCD1601 89S52 1 前言 数字电压表（Digital Voltme
4、ter）简称 DVM，它是采用数字化测量技术， 把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的 仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采 用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还 可与 PC 进行实时通信。目前，由各种单片 A/D 转换器构成的数字电压表，已被 广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域， 示出强大的生命力。 与此同时， 由 DVM 扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表， 也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片 A/D 转换器以 及由它们构成的基于单片
5、机的数字电压表的工作原理。 2 输入电路输入电路 A/DA/D 转换转换 89S5289S52 单片机单片机 LCDLCD 显示显示 通讯模块通讯模块 2 系统原理及基本框图 如图 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。 图 2.1 系统基本方框图 3 硬件设计 3.1 输入电路 图 3.1.1 量程切换开关 图 3.1.2 衰减输入电路 输入电路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
6、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。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 3.1.2 所示 9M、900K、90K、和 10K 电阻构成 1/10、1/100、 1/1000 的衰减器。衰减输入电路可由开关来选择不同的衰减率，从而切换档位。 为了能让 CPU 自动识别档位，还要有图 3.1.1 的硬件连接。 3.2 A/D 转换电路 A/D 转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性 3 能。本设计采用双积 A/D 转换器，它的性能比较稳定，转换精度高，具有很高 的抗干扰能力， 电路结构简单， 其缺点是工作速度较低。 在对转换精度要求较高， 而对转换速度要求不高的场合如电压测量有广泛的应用。 3.2.1 双积 A/D 转换器的工作原理 图 3.2.1.1 双积 A/D 转换器 如图所示： 对输入模拟电压和基准 电压进行两次积分， 先对输入模拟电压 进行积分， 将其变换成与输入模拟电压 成正比的时间间隔 T1，再利用计数器 测出此时间
