引言

數字電壓表是諸多數字化儀表的核心與基礎，電壓表的數字化是將連續的模擬量如直流電壓轉換成不連續的離散的數字形式并加以顯示，這有別于傳統的以指針加刻度盤進行讀數的方法，避免了讀數的視差和視覺疲勞。目前數字萬用表的內部核心部件是A/D轉換器，轉換器的精度很大程度上影響著數字萬用表的準確度，本文AID轉換器采用ADC0809對輸入模擬信號進行轉換，控制核心AT89c51N對轉換的結果進行運算和處理，最后驅動輸出裝置顯示數字電壓信號。

1數字電壓表硬件電路設計

硬件電路設計主要包括：89C51單片機系統，~D轉換電路，顯示電路。測量最大電壓為5V，顯示最大值為5.00V.圖l是數字電壓表硬件電路原理圖。

1.1 89C51單片機系統和顯示電路

由于單片機體積小、重量輕、價格便宜，所以本系統采用89C51單片機，其原理圖如圖1所示。

89C51內部有4KB的EEPROM，128字節的RAM，所以一般都要根據系統所需存儲容量的大小來擴展，ROM和RAM.本電路/EA接高電平，沒有擴展片外ROM和RAM.

89C51的P1、P3.0~P3.3端口作為四位LED數碼管顯示控制。P3.5端口用作單路顯示/循環顯示轉換按鈕，P3.6端口用作單路顯示時選擇通道。P0端口作0809的A/D轉換數據讀入用，P2端口用作0809的A/D轉換控制。

1.2 A/D轉換電路

圖1數字電壓表電路原理圖

A/D轉換由集成電路0809完成。0809具有8路模擬信號輸入端口，地址線（23~25腳）可決定對哪一路模擬信號進行A/D轉換。22腳為地址鎖存控制，當輸入為高電平時，對地址信號進行鎖存。6腳為測試控制，當輸入一個21xs寬高電平脈沖時，就開始A/D轉換。7腳為A/D轉換結束標志，當A/D轉換結束時，7腳輸出高電平。9腳為A/D轉換數據輸出允許控制，當OE腳為高電平時，A/D轉換數據從該端口輸出。10腳為0809的時鐘輸入端，利用單片機30引腳的六分頻晶振頻率再通過14024二分頻得到1MHz時鐘。

2數字電壓表系統的軟件設計

主程序和A/D轉換測量程序流程圖如圖2所示。

2.1初始化程序

系統上電，初始化程序將70H~77H內存單元清0，P2口置0.系統默認為循環顯示8個通道的電壓值，當進行一次測量后，將顯示每一通道的A/D轉換值，每個通道顯示時間為1s.70H~77H內存單元存放采樣值，78H~7BH內存單元存放顯示數據，依次為個位、十位、百位、通道標志位。

2.2 A/D轉換子程序

A/D轉換子程序用來控制對0809/k路模擬輸入電壓的A/D轉換，并將對應的數值存入70H~77H內存單元。

2.3示子程序

顯示子程序采用動態掃描實現四位數碼管的數值顯示。測量數據在顯示時需轉換成BCD碼放在78H~7BH內存單元中，其中7BH存放通道標志數。

R3作為8路循環控制，R0用作顯示數據指針。

3結論

數字電壓表可以測量0~5的8路電壓值。89C51為8位處理器，當0809輸入電壓為5.00V時，輸出數據為255（FFH）。因此最大分辯率為O.0196V（5/255）。如要獲得更高的精度要求，應采用12位、13位的A/D轉換器。數字電壓顯示可能有偏差，可以通過校正0809的基準電壓來解決，或者用軟件編程來校正測量值。

本系統用單片機89C51構成數字電壓表控制系統，具有精度高、速度快、性能穩定和電路簡單且工作可靠等特點，具有很好的使用價值。