1、??ELECTRONICSWLD?探索與觀察基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表論述與仿真邵陽學(xué)院信息工程系瞿兵陽泳胡湘娟【摘要】本文詳細(xì)介紹了以AT89C51單片機(jī)為核心處理器使用ADC0808高精度、雙積分AD轉(zhuǎn)換器作為電壓測量電路。主要包括硬件電路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。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(zhuǎn)換器ADC0808進(jìn)行轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)換信號直接輸入

2、單片機(jī)寄存器，在數(shù)據(jù)處理模塊(SCM)中主要由AT89C51單片機(jī)將AD轉(zhuǎn)換后得到的信號進(jìn)行處理。顯示模塊采用廉價(jià)的LED七段數(shù)碼管的顯示。在軟件設(shè)計(jì)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。【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；AT89C51；數(shù)字電壓表；ADC0808；四位數(shù)碼管1方案設(shè)計(jì)選擇AT89C51作為單片機(jī)芯片，選用四位8段共陰極LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)電壓顯示，利用ADC0808作為數(shù)模轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換元件，經(jīng)轉(zhuǎn)換后通過D0至D7與單片機(jī)P0口連接，把轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)，實(shí)物顯示模塊需要驅(qū)動(dòng)），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(jìn)入ADC0808轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)中控制信號線發(fā)出控制信號，啟動(dòng)ADC0808轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其采樣得到的數(shù)字信號數(shù)據(jù)在相應(yīng)的碼制轉(zhuǎn)換模塊中轉(zhuǎn)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(jī)，信號經(jīng)過單片機(jī)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。2硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，ADC0808轉(zhuǎn)換器模塊，3程序設(shè)計(jì)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(shí)質(zhì)上是個(gè)量化過程，即將連續(xù)的無窮多個(gè)模擬量用有限個(gè)數(shù)字表示的過程，完（下轉(zhuǎn)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(jì)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(shí)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(shè)置的激勵(lì)源為強(qiáng)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(jié)果與HFSS軟件的仿真結(jié)果基本吻合，證明了建模和計(jì)算的正確性（圖4）。計(jì)算結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差主要是：(1)計(jì)算法與仿真法應(yīng)用的算法基礎(chǔ)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(dá)到了縮小尺寸展寬頻帶的目的。參考文獻(xiàn)[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(xué)學(xué)報(bào)199611(2):6769.[4]JohnHuang.MiniaturizedUHFMicrostripAntennafaMarsMissionIEEEAntennasPropagationSocietyInternationalSymposium20014(7):486489.作者簡介：王懷強(qiáng)（1992—），男，西安武警工程大學(xué)碩士研究生，主要研究方向：微波技術(shù)與天線。（上接第29頁）

8、成這種變換的核心部件是ADC0808轉(zhuǎn)換器。被測電壓信號進(jìn)入ADC0808轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)中控制信號線發(fā)出控制信號，啟動(dòng)ADC0808轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其采樣得到的數(shù)字信號數(shù)據(jù)在相應(yīng)的碼制轉(zhuǎn)換模塊中轉(zhuǎn)換為顯示代碼。最后發(fā)出顯示控制與驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)外部的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。4結(jié)論通過在Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真，基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)與仿真基本達(dá)到設(shè)計(jì)的基本要求，但因測量范圍窄，測量精度不高，有待進(jìn)一步改進(jìn)。本設(shè)計(jì)采用51系列單片機(jī)

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