具有记录功能的简易数字电压表设计

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1、具有记录功能的简易数字电压表设计：目前数字万用表已取代模拟万用表广泛使用。普通数字式万用表测量电压时，不能实时记录电压变化。设计出了一种基于单片机的具有记录功能的简易电压表，经试用，该电压表对于电压的动态测量采集取得了较好的效果。　　关键词：数字电压表单片机模数转换　　0引言　　数字万用表作为电气参数测量的必备工具已取代模拟万用表广泛使用，但普通数字式万用表测量电压时，反应速度慢，不能实时记录电压变化，而具有存储功能的数字示波器价格高体积大，使用不便。设计出了一种基于单片机的具有记录功能的简易电压表，经试用，该数字式电压表可用于电压的动态测量采集，并取得

2、了较好的效果。该数字表稍加改进可用于电流、电阻等参数的动态测量采集。　　1系统结构　　简易数字电压表系统结构如图1所示，由单片机、放大电路、LCD显示模块、按键和电源模块。配通讯适配器，可通过RS232C接口与PC通讯，实现在线测量。　　2硬件设计　　LCD显示模块采用LCD1602A。LCD1602A内置字符发生器ROM，可提供160种工业标准字符，包括全部大小写字母、阿拉伯数字及日文片假名以及32个特殊字符或符号，容量为16×2字符，可据微处理器供电电压选择DC3.3V或DC5V供电方式。DC5V供电时工作电流2mA，适用于低功耗便携式仪器仪表。LC

3、D1602A引脚功能见表1，指令见表2。　　单片机使用深圳宏晶STC12LE5A60S2，该型号单片机DC3.3V供电，内部集成8路10位A/D，转换速度达25万次/秒，用于外部电压信号的采集；集成的1280字节RAM用于存储采集数据，缓冲PC通讯数据；集成2路串行通讯接口，通过通讯适配器实现与PC机通讯。　　电源模块采用锂电池供电，通过稳压模块LM1117实现DC3.3V输出，为单片机和LCD液晶模块提供电源。放大电路采用LM358设计的同相比例放大电路。通讯适配器采用MAX3232CPE制作，该芯片支持DC3V-5V工作电压，可将TTL电平转换为RS

4、232C逻辑。　　3软件设计　　软件由主程序、定时中断服务程序和串口通讯中断服务程序构成。主程序，流程图如图2所示，完成定时器、串行通讯口、LCD1602和ADC的初始化后，循环检测用户按键状态并实事显示测量电压信息。用户通过按键调节采样频率，确定是否将A/D数据上传上位机。　　定时中断服务程序，流程图如图3所示，主要完成A/D的采集。考虑到启动A/D转换后需等待转换完成，则设定A/D的读取在下一次定时时间到时读取，在上位机显示界面中可以加时间修正。下位机由于采用LCD1602液晶，显示刷新频率不高，可以忽略这短暂延时。　　　　串口通讯中断服务程序实现单

5、片机与上位PC机通讯。由于采用RS232C接口，受通讯速率的影响，建议实时采样频率设定不高于500次/S。　　4结论　　具有记录功能的简易数字电压表设计，不仅能够记录最近测量的数百次数值还能够将采集到的数据实时发送上位机动态显示和保存。