基于單片機系統(tǒng)的數(shù)字電壓表論述與仿真

1、??ELECTRONICSWLD?探索與觀察基于單片機的數(shù)字電壓表論述與仿真邵陽學院信息工程系瞿兵陽泳胡湘娟【摘要】本文詳細介紹了以AT89C51單片機為核心處理器使用ADC0808高精度、雙積分AD轉換器作為電壓測量電路。主要包括硬件電路設計與系統(tǒng)程序設計。硬件電路主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(SCM)和輸出顯示模塊。之前的數(shù)據(jù)采集模塊主要是電壓信號取樣、放大器放大現(xiàn)在采用雙積型AD轉換器ADC0808進行轉換將轉換信號直接輸入

2、單片機寄存器，在數(shù)據(jù)處理模塊(SCM)中主要由AT89C51單片機將AD轉換后得到的信號進行處理。顯示模塊采用廉價的LED七段數(shù)碼管的顯示。在軟件設計方面主要包括初始化子程序、中斷程序、檔位選擇子程序和顯示子程序?！娟P鍵詞】單片機；AT89C51；數(shù)字電壓表；ADC0808；四位數(shù)碼管1方案設計選擇AT89C51作為單片機芯片，選用四位8段共陰極LED數(shù)碼管實現(xiàn)電壓顯示，利用ADC0808作為數(shù)模轉換芯片。將數(shù)據(jù)采集接口電路輸入電壓傳入

3、ADC0808數(shù)模轉換元件，經(jīng)轉換后通過D0至D7與單片機P0口連接，把轉換顯示模塊，最終得到總電路原理圖（因是仿真未加入三極管驅動，實物顯示模塊需要驅動），如圖1所示。數(shù)字電壓表的系統(tǒng)工作原理為被測電壓信號進入ADC0808轉換器，單片機中控制信號線發(fā)出控制信號，啟動ADC0808轉換器進行轉換，其采樣得到的數(shù)字信號數(shù)據(jù)在相應的碼制轉換模塊中轉換為顯示代碼。然后通過顯示模塊顯示。圖1硬件電路圖完的模擬信號以數(shù)字信號的信號的形式傳給單片

4、機，信號經(jīng)過單片機處理從LED數(shù)碼顯示管顯示。P2口接數(shù)碼管位選，P1接數(shù)碼管，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。2硬件設計本系統(tǒng)包括單片機最小系統(tǒng)，ADC0808轉換器模塊，3程序設計DVM是將模擬電壓變換為數(shù)字顯示的測量儀器，這就要求將模擬量變成數(shù)字量。這實質(zhì)上是個量化過程，即將連續(xù)的無窮多個模擬量用有限個數(shù)字表示的過程，完（下轉第32頁）??ELECTRONICSWLD?探索與觀察圖5同一尺寸的兩天線S參數(shù)比較計算中所采用的FDTD網(wǎng)格空間為2

5、5016030，空間步長和取值為0.303mm，取值為0.5mm，時間間隔步長取值為0.505ps，同軸饋線內(nèi)的介質(zhì)的介電常數(shù)為2.1，饋線特性阻抗為50。在饋線的橫截面上設置的激勵源為強迫正弦調(diào)制高斯脈沖。利用FDTD的分析得到天線的S11參數(shù)，起算結果與HFSS軟件的仿真結果基本吻合，證明了建模和計算的正確性（圖4）。計算結果和仿真結果的誤差主要是：(1)計算法與仿真法應用的算法基礎不同；(2)在FDTD網(wǎng)格剖分中，接地面的尺寸并不

6、是無限大。由圖5分析得出，E形微帶天線相對于同一尺寸的矩形微帶天線而言，諧振頻率有所下降，并且?guī)挘⊿1110dB）有明顯的增加，從而達到了縮小尺寸展寬頻帶的目的。參考文獻[1]KinLupactBroadbMicrostripAntennas.JohnWiley&Sons2002.[2]R.Waterhouse.SmallmicrostrippatchantennaLett.(31)April131995:604605.[3]李萍張殿

7、富楊松齡.超短波印刷天線研究[J].電波科學學報199611(2):6769.[4]JohnHuang.MiniaturizedUHFMicrostripAntennafaMarsMissionIEEEAntennasPropagationSocietyInternationalSymposium20014(7):486489.作者簡介：王懷強（1992—），男，西安武警工程大學碩士研究生，主要研究方向：微波技術與天線。（上接第29頁）

8、成這種變換的核心部件是ADC0808轉換器。被測電壓信號進入ADC0808轉換器，單片機中控制信號線發(fā)出控制信號，啟動ADC0808轉換器進行轉換，其采樣得到的數(shù)字信號數(shù)據(jù)在相應的碼制轉換模塊中轉換為顯示代碼。最后發(fā)出顯示控制與驅動信號，驅動外部的數(shù)碼管顯示相應的數(shù)據(jù)。4結論通過在Proteus仿真軟件進行仿真，基于單片機的數(shù)字電壓表設計與仿真基本達到設計的基本要求，但因測量范圍窄，測量精度不高，有待進一步改進。本設計采用51系列單片機

9、作為為控制器，控制整個系統(tǒng)安全可靠的運行，具有一定的可靠價值，而且功能簡單，使用數(shù)碼管顯示，進一步的降低成本，使得本設計硬件設計簡單，軟件設計簡單，實際操作方便，具有一定的使用價值。參考文獻[1]楊建成.基于單片機的數(shù)字電壓表設計與仿真[J].現(xiàn)代電子技術2012(21).[2]趙靜劉少聰丁浩王莉莎.基于單片機的數(shù)字電壓表設計[J].數(shù)字技術與應用2011(06).[3]楊俊飛熊繼平.基于單片機的數(shù)字電壓表的設計[A].2010中國儀器