基于AT89S52的数字电压表的设计

７０基于ＡＴ８９Ｓ５２的数字电压表的设计

基于ＡＴ８９Ｓ５２的数字电压表的设计

ＤｅｓｉｇｎｏｆＤｉｇｉｔａｌＶｏｌｔｍｅｔｅｒＢａｓｅｄ

ｏｎ

ＡＴ８９Ｓ５２

韩磊

张

宇贾志敏

（山东理工大学机械学院，山东淄博２５５０００）

摘要

在介绍数字电压表设计要求的基础上，详细讨论了系统设计方案的选取，重点介绍了基于ＡＴ８９Ｓ５２和ＡＤＣ０８０９的硬件和软件方案的设计，并对系统进行调试和性能分析。

关键词：ＡＴ８９Ｓ５２，数字电压表，系统设计

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｍａｉｎｌｙ

ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｄｉｇｉｔａｌｖｏｌｔｍｅｔｅｒ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｈｏｗｔｏｃｈｏｏｓｉｎｇ

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ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅ

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ｔｈｅｄｅｂｕｇｇｉｎｇｏｆｓｙｓｔｅｍ

ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＴ８９Ｓ５２，ｄｉｇｉｔａｌｖｏｌｔｍｅｔｅｒ，ｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｉｎｇ

数字电压表是采用数字化测景技术，把连续的模拟电压量转换成不连续、离散的数字化形式并加以显示的仪表。目前已被广泛应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。

设计的电压表可以测量０－５Ｖ范围内的８路输入电压值，并且通过４位ＬＥＤ数码管轮流或单路选择显示。测量的最小分

辨率为Ｏ．０２Ｖ。

１

系统方案

根据数字电压表的

功能实现要求，选用ＡＴ８９Ｓ５２单片机作控制

系统，由ＡＤＣ０８０９实现

Ａ／Ｄ转换功能。数字电压表系统设计方案如图１

所示。

圆固

图１数字电压表系统设计方案

图２数字电压表原理图１

２系统硬件电路设计

对待测模拟电压值

进行Ａ／Ｄ转换由集成电路ＡＤＣ０８０９完成。集成电路ＡＤＣ０８０９具有８路模拟输入端口，由端口Ｃ、Ｂ、Ａ的值决定对哪一路模拟输人作Ａ／Ｄ转换，端口ＡＬＥ为地址锁存控制端口，当输入为高电平时，对端口Ｃ、Ｂ、Ａ输入的地址信号进行锁存，从而决定对哪路待测输入电压值进行Ａ／Ｄ转换。当端１３ＳＴＡＲＴ输入１个２¨ｓ宽的高电平脉冲时，开始进行Ａ／Ｄ转换，当待测电压值转换为对应的数字信号完毕，端ＥｌＥＯＣ输出高电平。端１３ＯＥ输出高电平时，转换的数据从端ＥｌＤ０－Ｄ７输出。

在本系统设计中，采用ＡＴ８９Ｓ５２单片机的端１３Ｐ１，端Ｉ＝ＩＰ３．０～Ｐ３．３作为４位ＬＥＤ数码管的显示控制。端ＥｌＰ３．５作为单路显示／循环显示转换按钮。端１：３Ｐ３，６作为单路显示时选择显示通道。端１３ＰＯ与ＡＤＣ０８０９的端１３ＤＯ～Ｄ７相连，用作Ａ／Ｄ转换数据的读入。端口Ｐ２用作集成电路ＡＤＣ０８０９的Ａ／Ｄ转换控制。

ＡＴ８９Ｓ５２单片机的端口ＡＬＥ以晶体振荡器振荡频率（１２ＭＨｚ）的１／６周期性地发出正脉冲信号，再经过集成电路ＭＣｌ４０２４

二分频得到１ＭＨｚ的时钟频率，输出给集成电路ＡＤＣ０８０９的

图３数字电压表原理图２

３系统程序设计

数字电压表系统程序采用Ｃ５１语言进行编写，与汇编语言相比，用Ｃ语言开发单片机的开发速度快，并且软件的可渎性和维护性显著改善。

数字电压表系统程序采用模块化设计。程序由初始化程序、主程序、显示子程序、Ａ／Ｄ转换测量子程序组成。

３．１主程序

时钟端ＣＬＯＣＫ，作为集成电路ＡＤＣ０８０９的时钟信号。

４位ＬＥＤ数码管的采用动态显示方式显示。７４ＬＳ２４４是８同相三态缓冲器／线驱动器，在本系统中用于驱动４位ＬＥＤ数码管。数字电压表原理图如图２、图３所示。

在数字电压表系统剐上电时，系统默认为循环显示８个通道的电压值状态。当进行一次测量之后，将显示每一通道的Ａ／Ｄ转换值，每一通道的数据显示时间在１ｓ左右。主程序在调用子

程序与测量子程序之间循环。

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