数字电压表设计要求简介二、设计要求设计一个数字电压表，基本性能满足如下要求：1、输入基本量程：0---±2VDC2、精度：0.05%FS3、测量速率>2次/S4、具有极性显示，溢出报警5、显示器件可用LED数码管6、具有较强的常模干扰抑制能力三、实验步骤1、了解数字电压表的工作原理2、按要求设计电路图3、深入了解主芯片及所有芯片、器件的性能参数4、在面包板上完成电路图的设计（器件排列合理整洁）5、调试，故障排除（常规仪器的使用）6、指示考核（操作、答辩）四、相关芯片功能介绍1．MC1433功能介绍双积分式ADC的品种很多，常用十进制码输出的，3位半ADC有MC14433，表1列出了该芯片的性能和参数。MC14433的输入为单端双极性。单端指的是输入模拟信号的一端必须为模拟地（模拟量公共点）。双极性指信号可正可负。MC14433自动校零，自动极性输出，自动量程控制信号输出，动态字位扫描BCD码输出，须外接基准电压1V，基准电压也是单端的。Motorola公司的型号为MC14433，国产型号为5G14433。表1参数名称MC14433非线性±0.05%±1个字转换速率（次/秒）3－10输出码状态BCD、非三态输出电平TTL和CMOS输入阻抗109基准电压VfsVfs......数字电压表电路设计A/D转换器主要功能特性如下：分辨率：12位非线性误差：小于±1/2LBS或±1LBS转换速率：25us模拟电压输入范围：0—10V和0—20V，0—±5V和0—±10V两档四种电源电压：±15V和5V数据输出格式：12位/8位芯片工作模式：全速工作模式和单一工作模式我们利用AD574与ATMEL公司的低价高性能单片机AT89C2051组成一个高精度的数字电压表，电原理图如图1，AD574是12位逐次比较型A/D转换器，共有12根数据线，AT89C2051的P1与AD574的高8位数据线直接相接，AD574的低4位数据线与单片机的高半4位P1.4——P1.7直接相接，数据的读取是依靠单片机的控制线进行分时选通进行。P3.5接AD574的字节短周期控制线（A0），P3.4接读转换数据控制脚（），P3.7直接与工作状态指示端（STS）相连，这样的结构决定只能是8位输出形式，故数据模式选择端直接接地即可。AT89C2051只有15根I/O口线，上述用了11根，只余下4根口线，我们将输出的数据通过单片机的串行口输出，外接一片74LS164（串入并出）译码器进行扩展，同时显示的数据为4位，剩下的2根口线仍不能满足要求，还需要一片74LS138三——八译码器对显示LED进行地址选通。这里我们采用10V量程的输入模式，AD574的Pin13为被测电压的输入端，故因为只使用了一片AD574转换芯片，所以CS端直接接地即可。转换器使用±12V电源电压供电，工作电压为+5V。74LS164为串入并出译码器，AT89C2051通过串行口输出的BCD串行码经74LS164译码输出为七段BCD码，直接与LED的a——g相连，同时四位LED的数据线都一一对应连接在一起。LED数码管选用共阳型，74LS138输出的地址码经一个三极管2SA1015（PNP）接LED的公共端，四位LED的显示是通过地址线进行分时选通的，这就是我们常用的动态扫描显示方式。值得一提的是，动态扫描显示方式中，动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED将出现闪烁现象。如频率太高，由于每个LED点亮的时间太短，LED的亮度太低，肉眼无法看清，所以一般均取10ms左右为宜，这就要求在编写程序时，选通某一位LED使其点亮并保持一定的时间，程序上常采用的是调用延时子程序。在C51指令中，延时子程序是相当简单的，并且延时时间也很容易更改数字电压表的设计与开发数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。新型数字电压表的整机设计该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。数据采集电路的原理在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件