基于51单片机套件 ADC0804 简易数字电压表设计
刘永琦++曲鸣飞
[摘 要]介绍了基于51单片机和ADC0831的简易数字电压表设计方案。该系统采用模数转换器ADC0831采集外界直流电压，将采集到的电压信号送到stc89c51单片机进行数据分析处理后，在四位一体LED数码管上进行实时显示。经实验验证表明，该简易数字电压表精度高、操作方便、线路简单、易扩展，具有良好的实际应用价值。
[关键词]ADC0831， STC89C51， 数字电压表
中图分类号：TM933.22；TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0128-01
随着时代的发展和社会的不断进步，电压表作为一种常用仪器，越来越多的被应用到日常生活和工业生产中。电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段， 对测量的精度和功能的要求也越来越高， 而电压的测量甚为突出， 因为电压的测量最为普遍。本文介绍了基于51单片机和ADC0831的简易数字电压表方案。该系统采用模数转换器ADC0831采集外界直流电压，将采集到的电压信号送到stc89c51单片机进行数据分析处理后，在四位一体LED数码管上进行实时显示。
1 总体设计方案
本设计采用主控制单元是美国STC公司最新推出的51内核的高性能微处理器stc89c51，与LED显示模块、电压采集模块、供电模块、时钟模块等外围电路一起构成了基于51单片机和ADC0831的简易数字电压表。简易电压表利用单片机stc89C51 与模数转换器ADC0831设计一个数字电压表， 将模拟信号0～5 V之间的电压值转换成数字量信号， 通过4位8段LED数码管显示。
2 硬件设计
2.1 主控单元
STC89C51单片机？是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含4K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。STC89C51RC系列单片机是单时钟/机器周期（1T）的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构，内部集成MAX810专用复位电路。本设计采用的STC89C51单片机使用PDIP40封装。
2.2 电压采集模块
ADC0831是美国国家半导体公司生产的串行接口8位A/D转换器，通过3线串行总线与单片机连接，功耗低，性價比高，适宜在袖珍的智能仪器仪表中使用。ADC0831为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨率可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。芯片具有双数据输出可作为数据校验，以减少误差，转换速度快且稳定性强。独立的芯片使能输入，使多器件连接和处理器控制变得更加方便。
2.3 LED显示模块
LED 显示块是发光二极管显示字段的显示器件。LED数码管（LED Segment Displays）由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a，b，c，d，e，f，g，dp来表示。
本设计采用的4位8段共阳极数码管，主要通过单片机STC89C51引脚P1和P0来控制。
3 软件设计
根据模块化的划分原则，将该程序划分为初始化模块，AD转换模块和LED数码管显示模块，这三个程序模块就构成了整个系统软件的主程序，程序代码如下所示：
4 仿真调试
运行Proteus软件进行仿真，并结合Keil软件进行相应的调试。当VIN+输入电压为2.5V时，在LED数码管上显示2.50V。
5 结论
本文用单片机AT89C51、ADC0831和4位8段LED数码管构成一个简易数字电压表控制系统， 在设计过程中通过Proteus仿真软件的调试， 电路简单、成本低、精度高、速度快和性能稳定等特点。
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