烟勤话少脾气爆数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种 通用数字表、专用数字仪表及各种非电子的数字化仪表(如：温度计、湿度计、重量计、 厚度仪等) ,几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。因此对数字电 压表做全面深入的了解是很有必要。 2 系统原理及基本框图 如图 1.1 所示，本课题是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。由于单片机的发展已经成熟，利用单片机系统的软硬件结合，可以组装出许 多的应用电路来。其原理是模数(A/D)转换芯片的基准电压端、被测量电压输入端分别输 入基准电压和被测模拟电压经过档位切换到不同的分压电路衰减后的电压。模数(A/D)转 换芯片将被测量电压输入端所采集到的模拟电压信号转换成相应的数字信号，然后通过对 单片机系统进行软件编程，使单片机系统能按规定的时序来采集这些数字信号，通过一定 的算法转换被测量电压的值。最后单片机系统将转换好了的被测电压值按一定的时序送入 显示电路模块加以显示，同时通过串行通讯与上位机通信。
输入电路
A/D 转换 89S52 单片机
LCD 显示
图 1.1 系统基本方框图 3 89C52 系列单片机简介 AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引 脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上， 拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程 Flash, 使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、 超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash, 字节 RAM, 256 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级
中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外
,AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑 操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/ 计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结， 单 片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。19 XTAL1 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17
18
XTAL2
9
RST
29 30 31
PSEN ALE EA
1 2 3 4 5 6 7 8
P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C52 SRCFILE=+-1000.ASM
U1
图 1.2 4 双积 A/D 转换器的工作原理
8052 引脚图
图 1.3 双积 A/D 转换器 如图 1.3 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间隔，则计数 器所计的数字量就正比于输入的模拟电压； 接着对基准电压进行同样的处理。 在常用的 A/D 转换芯片(如 ADC -0809、ICL7135、ICL7109 等)中，ICL7135 与其余几种有所不同，它
是一种四位半的双积分 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。这里采用单片机并行方式采集 ICL7135 的数据以实现单片机电压表 的设计方案。 5 液晶显示部分 显示接口用来显示系统的状态，命令或采集的电压数据。本系统显示部分用的是 LCD 液晶模块，采用一个 16×1 的字符型液晶显示模块， 点阵图形式液晶由 M 行×N 列个显 示单元组成， 假设 LCD 显示屏有 64 行， 每行有 128 列， 8 列对应 1 个字节的 8 个位， 每 即每行由 16 字节， 16×8=128 个点组成， 共 屏上 64×16 个显示单元和显示 RAM 区 1024 个字节相对应，每一字节的内容和屏上相应位置的亮暗对应。一个字符由 6×8 或 8×8 点阵组成， 即要找到和屏上某几个位置对应的显示 RAM 区的 8 个字节， 并且要使每个字节 的不同的位为‘1’ ,其它的为‘0’ ,为‘1’的点亮，为‘0’的点暗，这样一来就组成某 个字符。但对于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可让控制器工作 在文本方式，根据在 LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示 RAM 对应的地址，设 立光标，在此送上该字符对应的代码即可。 6 语音芯片介绍 语音电路采用 ISD1700 芯片，其最大特点是：采用了直接模拟量存贮技术 DAST,完 成语音的录入，存贮以及分段调出，而无需像其他语音电路那样，要经过 A/D、D/A 转换， 数字压缩和语音合成等复杂的数字量信息处理及
变换环节，因而可以较好地保留模拟量中 的有效成分减少失真，提高录放音质量。它使用方便，无需专用语音开发系统，有麦克风 录入存贮；可随意改写删除；有多种信息取址方式供用户选择；分段灵活、抗干扰能力强。 当 89S52 判断出某个数字时，只要把该数字对应的地址码送到单片机的 P1 口，产生一个中 断，于是该数字的语音便放了出来。 7 Proteus 仿真软件简介 Proteus 仿真软件不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器 件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到 单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。它 从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现 了从概念到产品的完整设计。 是目前将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三 合一的设计平台，其处理器模型支持 8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、
