數(shù)字電壓表是一種測(cè)量電信號(hào)電壓的電子儀器。它用于各種應(yīng)用，包括電子、電力系統(tǒng)和自動(dòng)化領(lǐng)域。在本文中，我們將討論使用8051微控制器的數(shù)字電壓表的實(shí)現(xiàn)。

8051微控制器是一種廣泛使用的微控制器，適用于各種應(yīng)用。它具有 4KB 片上 ROM、128 字節(jié)片上 RAM、32 個(gè) I/O 引腳和一個(gè) 16位定時(shí)器。微控制器可以用匯編語言或高級(jí)語言（如C）進(jìn)行編程。

該微控制器具有多種特性，非常適合用作數(shù)字電壓表，例如內(nèi)置ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和8位定時(shí)器。

所需組件

要使用 8051 微控制器構(gòu)建數(shù)字電壓表，我們需要以下組件：

8051微控制器（AT89C51）。

LCD 顯示屏 –（7 段 4 位）。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC0804 IC）。

電壓傳感器（25V）。

電池或直流適配器。

微控制器編程板。

晶體振蕩器 = 12MHz。

3 個(gè)電阻數(shù) = 10kΩ。

4 個(gè)電容器 = 2 個(gè) 33pF，1 個(gè) 150pF，第四個(gè)為 10μF/16V。

電路圖

電路概述：

使用8051微控制器的數(shù)字電壓表電路由多個(gè)組件組成，例如8051微控制器、LCD顯示器、分壓器網(wǎng)絡(luò)和一些其他無源組件。分壓器網(wǎng)絡(luò)用于將電壓降低到微控制器可以讀取的水平。

分壓器電路（ADC0804 IC）

分壓器電路用于將輸入信號(hào)的ADC范圍增加到25V或?qū)⑤斎腚妷航祲旱桨踩剑@可以通過微控制器進(jìn)行測(cè)量。電位器用于調(diào)節(jié)電壓表的電壓范圍。ADC用于將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并可顯示在LCD顯示屏上。

分壓器電路由兩個(gè)電阻R1和R2組成，串聯(lián)連接。輸入電壓施加在R1和R2的串聯(lián)組合上，輸出電壓施加在R2上。R2與（R1+R2）之比決定了輸出電壓。我們可以通過改變R1和R2的值來調(diào)整輸出電壓范圍。

ADC通過將輸入電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。ADC的分辨率取決于轉(zhuǎn)換器中使用的位數(shù)。例如，8位ADC可以測(cè)量0-5V的電壓范圍，每步分辨率為19.53
mV。

數(shù)字電壓表的軟件是用匯編語言或C語言編寫的。該軟件從ADC讀取電壓信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并將其顯示在LCD顯示屏上。該軟件還可以編程以實(shí)現(xiàn)其他功能，例如峰值電壓測(cè)量、電壓平均和電壓記錄。

總而言之，使用8051微控制器的數(shù)字電壓表是一種簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，用于測(cè)量各種應(yīng)用中的電壓信號(hào)。它需要一個(gè)分壓器電路、一個(gè)ADC、一個(gè)電位計(jì)和一個(gè)LCD顯示器。微控制器可以用匯編語言或C語言進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)其他功能。

電路工作：

分壓器網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)串聯(lián)電阻組成。其中一個(gè)電阻器是電位計(jì)，可以調(diào)節(jié)以校準(zhǔn)電壓表。分壓器網(wǎng)絡(luò)的輸出連接到微控制器的模擬輸入引腳。微控制器使用其內(nèi)置ADC將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。

然后，數(shù)字值顯示在LCD顯示屏上。LCD顯示屏通過數(shù)字接口連接到微控制器。微控制器將數(shù)字值發(fā)送到LCD顯示屏，然后LCD顯示屏以可讀格式顯示。

微控制器的編程包括初始化ADC，讀取模擬電壓，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，然后將其發(fā)送到LCD顯示器。微控制器持續(xù)讀取電壓并更新顯示。

如何為數(shù)字電壓表編程微控制器AT89C51？

上述過程概述了測(cè)試已編程和構(gòu)建的電路的步驟（電路圖和項(xiàng)目代碼如下所述）。以下是比較和更詳細(xì)解釋的步驟：

將程序刻錄到 AT89C51 微控制器：此步驟涉及使用程序員將編譯的程序代碼傳輸?shù)轿⒖刂破鳌３绦虼a通常用編程語言（如 C
或匯編語言）編寫。程序代碼包含微控制器為執(zhí)行所需功能而執(zhí)行的指令。

連接電路：將程序刻錄到微控制器上后，可以使用電路圖作為指導(dǎo)組裝電路。該電路包括at89c51微控制器、電壓傳感器和顯示元件。應(yīng)小心連接，以確保電路接線正確且所有組件均正確供電。

連接電壓源：電壓源連接到電壓傳感器的輸入端。確保最大模擬輸入電壓小于25V DC以防止損壞電路非常重要。

連接數(shù)字萬用表：數(shù)字萬用表連接到電壓傳感器的輸入端子。萬用表用于驗(yàn)證LCD和萬用表上顯示的電壓讀數(shù)是否相同或非常相似。

打開電路板電源：電路的電源已打開。這為微控制器和電路的其他組件提供電源。

觀察顯示：LCD和數(shù)字萬用表顯示器應(yīng)顯示相同或非常相似的電壓讀數(shù)。這表明電壓表工作正常。

改變輸入電壓：如果可能，可以緩慢改變輸入電壓，以驗(yàn)證電壓表是否繼續(xù)顯示準(zhǔn)確的讀數(shù)。

關(guān)閉電路板電源：關(guān)閉電路的電源以關(guān)閉組件的電源。
編程代碼：

复制#include
#define lcd P3
#define dat P2
sbit rs=P1^6;
sbit e=P1^7;

void delay (int);
void display (unsigned char);
void cmd (unsigned char);
void init (void);
void string (char *);
void intro (void);
char i=0;

void delay (int d)
{
unsigned char i=0;
for(;d >0;d--)
{
for(i=250;i >0;i--);
for(i=248;i >0;i--);
}
}
void cmd (unsigned char c)
{
lcd=c;
rs=0;
e=1;
delay(10);
e=0;
}
void display (unsigned char c)
{
lcd=c;
rs=1;
e=1;
delay(10);
e=0;
}
void string (char *c)
{
while(*c)
{
display(*c++);
}
}
void init (void)
{
cmd(0x38);
cmd(0x01);
cmd(0x0c);
cmd(0x80);
}
void intro (void)
{
string(" Electronics ");
cmd(0xc0);
string(" Hub ");
delay(2000);
cmd(0x01);
string(" Digital ");
cmd(0xc0);
string(" Voltmeter ");
delay(2000);
cmd(0x01);
cmd(0x80);
}

void main()
{
unsigned int temp=0;
unsigned int temp1=0;
float val=0.0;

init();
intro();
dat=0xff;
while(1)
{
if(i==0)
{
string(" Volts - ");
i++;
}
val=dat*0.02; // 0.02 is resolution of adc
val=val/0.2; // 0.2 is nothing but (R2/(R1+R2)) resistor values in the voltage sensor
cmd(0x89);
if((val >=1.0) && (val< 10.0)) { display(' '); temp=val*1000; temp1=((temp/1000)+48); display(temp1); display('.'); temp1=(((temp/100)%10)+48); display(temp1); } else if((val >=10.0) && (val< 100.0))
{
temp=val*100;
temp1=((temp/1000)+48);
display(temp1);

temp1=(((temp/100)%10)+48);
display(temp1);

display('.');

temp1=(((temp/10)%10)+48);
display(temp1);
}
else
{
display(' ');
string("0.0");
}
delay(1000);
}
while(1);
}

使用8051微控制器的數(shù)字電壓表的優(yōu)點(diǎn)：

1.數(shù)字電壓表比模擬電壓表更準(zhǔn)確，更精密。

2. 微控制器可以編程為執(zhí)行除測(cè)量電壓之外的其他任務(wù)。

3.數(shù)字顯示易于閱讀和解釋。

4.電路簡(jiǎn)單，建造成本低廉。

5.電壓表可以使用電池供電，便于攜帶，易于現(xiàn)場(chǎng)使用。

局限性

該電路只能用于測(cè)量低壓應(yīng)用（高達(dá)25V）。

模擬電壓的輸入信號(hào)應(yīng)在0V至5V之間。

該系統(tǒng)在任何給定時(shí)間只能測(cè)量單個(gè)模擬輸入值。