摘要：在现代检测技术中，自动化测量仪器得到了广泛的应用。本文设计了一套以AT89C51为核心的电压表，A/D转换器采用ADC0809，量程选择使用分压电路自动分压，显示模块采用共阴极数码管，实现了12V量程的测量并显示的交流电压表的设计。经过仿真设计结果可以达到相应的功能。

关键词：单片机；数字电压表；A/D转换器；电压测量

Design of Intelligent AC Voltage Meter Based on Single Chip Microcomputer

Abstract: In modern detection technology， automated measuring instruments have been widely used. This paper designed a set of voltage meter with AT89C51 as the core. The A/D converter adopts ADC0809. The range selection uses the voltage pider circuit to automatically pide the voltage. The display module uses the common cathode digital tube to realize the measurement and display of the AC voltage of 12V range. The design of the table. After the simulation design results can reach the corresponding function.

Keywords: single-chip microcomputer； digital voltmeter； A/D converter； voltage measurement  

目录

1 前言 1

1.1 目的和意义 1

1.2 国内外发展现状 2

1.3 电压表的发展趋势及分类 2

1.3.1 逐渐逼近式 2

1.3.2 斜波式V/T变换型 2

1.3.3 双积分型 3

1.3.4 脉冲调宽型 3

1.3.5 三次积分式 3

1.3.6 剩余电压再循环型 3

1.4 本论文的主要内容 4

2 方案设计以及探讨 5

2.1 方案论述 5

2.2 系统的总框图 6

2.3 本章小结 7

3 硬件设计 8

3.1 输入电路的设计 8

3.1.1 桥式整流 8

3.1.2 高阻隔放大电路 8

3.2 A/D转换电路的设计 9

3.2.1 模数转换器的主要技术指标 9

3.2.2 ADC0809相关介绍 10

3.2.3 A/D转换电路的设计 11

3.3 单片机AT89C51 12

3.4 单片机最小系统电路的设计 14

3.5 显示电路的设计 16

3.5.1 LED数码管显示器的相关介绍 16

3.5.2 LED数码管显示器的显示方式 16

3.5.3 显示电路的设计 16

3.6 数字电压表电源的设计 17

3.7 本章小结 18

4 系统软件的设计 19

4.1 软件介绍 19

4.1.1 KeiluVision 19

4.1.2 Protel99SE与PCB 19

4.2 程序代码设计 19

4.2.1 延时子程序 19

4.2.2 定时器初始化子程序 20

4.2.3 数码管显示子程序 20

4.2.4 定时器0中断子程序 21

4.3 PCB板设计 21

4.4 本章小结 21

5 仿真分析 22

5.1 PROTEUS基本资料 22

5.2 仿真效果 22

5.3 本章小结 25

6 总结与展望 26

致谢 27

参考文献 28

附录一C51程序 29

附录二原件清单 34

附录三原理图 35

附录四PCB图 37

1 前言

1.1 目的和意义

在科学技术和生产中，进行着大量的测量工作用以认识事物。测量的目的是确定被测量的值，测量结果的质量如何会直接影响到国家和企业的经济效益，因而如何更精确地表示测量结果的准确性，一直是计量工作者关注的重要议题。

在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为普遍。电压表分为两种，一种是模拟式电压表，另一种是数字电压表。而随着时代的发展与科学研究的需要，就越来越需要测量高精度要测量高精度的电压，此时数字式电压表是一种更加理想选择。数字式电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，这有别于传统的以指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳。

智能化微机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用已经渗透到国民经济的各个部门。不但国防技术、航空、航天、铁路、冶金、化工等产业，就连在日常生活中也得到广泛的应用。发展较早的是模拟式仪表，其土要有动圈式和自动平衡式两种。它的结构简单、成本低廉。但其也存在一定的局限性主要表现在: