CN204556722U

CN204556722U - 数字电压表

Info

Publication number: CN204556722U
Application number: CN201520300003.7U
Authority: CN
Inventors: 昂磊; 徐世平; 赵俊梅
Original assignee: Chuzhou University
Current assignee: Chuzhou University
Priority date: 2015-05-09
Filing date: 2015-05-09
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2025-05-09

Abstract

本实用新型公开了一种数字电压表，包括电压采集模块、A/D转换芯片、微控制器、电源电路和显示屏；所述电压采集模块通过所述A/D转换芯片与所述微控制器相连接；所述电源电路和显示屏均与所述微控制器相连接；所述电压采集模块用于接入被测电压；所述A/D转换芯片用于接受电压采集模块传送的模拟电压信号并将模拟电压信号转化为数字电压信号发给微控制器；所述微控制器用于接收A/D转换芯片传送的数字电压信号并将所述数字电压信号处理后发给显示屏进行显示；所述显示屏用于显示被测电压值。本实用新型的数字电压表，具有可扩展性能好、性价比高、成本低、显示直观等优点。

Description

数字电压表

技术领域

本实用新型涉及一种数字电压表。

背景技术

在电学实验过程中，常常需要测量电压值。目前，随着电子技术的发展，对测量电压值的精度要求越来越高。传统的指针式电压表功能单一，精度低，读数不方便。不能满足数字化时代的需求。数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

现有技术的数字电压表，多采用点阵式数码管进行电压显示。点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较合适，但是考虑数字电压表主要是显示数字，就显得太浪费了，且价格也相对较高。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种数字电压表，以提高电压表的可扩展性能、降低电压表的制造成本。

本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。

数字电压表，其结构特点是，包括电压采集模块、A/D转换芯片U3、微控制器U1、电源电路和显示屏U2；所述电压采集模块通过所述A/D转换芯片U3与所述微控制器U1相连接；所述电源电路和显示屏U2均与所述微控制器U1相连接；所述电压采集模块用于接入被测电压；所述A/D转换芯片U3用于接受电压采集模块传送的模拟电压信号，并将模拟电压信号转化为数字电压信号发给微控制器U1；所述微控制器U1用于接收A/D转换芯片传送的数字电压信号，并将所述数字电压信号处理后发给显示屏U2进行显示；所述显示屏U2用于显示被测电压值。

本实用新型的数字电压表还具有以下技术特点。

所述微控制器U1为AT89C52；所述显示屏U2为LCD1602；A/D转换芯片U3为TLC549A/D。

所述显示屏U2和A/D转换芯片U3均与所述微控制器U1相连接；电阻R1的一端连接A/D转换芯片U3，电阻R1的另一端连接所述微控制器U1；所述电阻R1的连接微控制器U1的一端还通过电容C3接地；晶振X1的两端分别于微控制器U1的引脚18和引脚19；电容C1的一端连接微控制器U1的引脚19，电容C1的另一端接地；电容C2的一端连接微控制器U1的引脚18，电容C2的另一端接地。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型的数字电压表，包括电压采集模块、A/D转换芯片U3、微控制器U1、电源电路和显示屏U2；所述电压采集模块通过所述A/D转换芯片U3与所述微控制器U1相连接；所述电源电路和显示屏U2均与所述微控制器U1相连接。

本实用新型的数字电压表，所述微控制器U1为AT89C52；所述显示屏U2为LCD1602；A/D转换芯片U3为TLC549A/D，具有以下几个方面的优点：

1)采用AT89C52微控制器芯片作为控制部分，微控制器有丰富的中断源，它的准确度相当高，并且C语言的灵活运用，给编程带了方便。微控制器的I/0功能也比较强大，容易对其进行扩展，使设计更加完善。此外微控制器的成本比较低；综上所述，AT89C52资源丰富，程序编写也灵活简单，性价比也高，所以选择AT89C52作为主控芯片；

2)LCD1602能够同时显示16x02即32个字符，是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，显示信息非常的清楚。使用时也直接编写软件程序按一定的时序驱动即可。

3)采用TLC549作为A/D转换芯片，它是一种低价位、高性能的8位A/D转换芯片，它以8位开关电容逐次逼近的方法实现A/D转换，其转换速度低于17us，最大转换速率为40000HZ，具有转换精度高、速度快的优点。

本实用新型的数字电压表，具有可扩展性能好、性价比高、成本低、显示直观等优点。

附图说明

图1为本实用新型的数字电压表的结构框图。

图2为本实用新型的数字电压表的微控制器U1的电路。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1～图2，本实用新型的数字电压表，包括电压采集模块、A/D转换芯片U3、微控制器U1、电源电路和显示屏U2；所述电压采集模块通过所述A/D转换芯片U3与所述微控制器U1相连接；所述电源电路和显示屏U2均与所述微控制器U1相连接；所述电压采集模块用于接入被测电压；所述A/D转换芯片U3用于接受电压采集模块传送的模拟电压信号，并将模拟电压信号转化为数字电压信号发给微控制器U1；所述微控制器U1用于接收A/D转换芯片传送的数字电压信号，并将所述数字电压信号处理后发给显示屏U2进行显示；所述显示屏U2用于显示被测电压值。微控制器U1上还连接有两个控制按键B1和B2。

被测的模拟电压信号通过电压采集模块引入，电压采集模块直接将被测的模拟电压信号传送给A/D转换芯片。A/D转换芯片接收电压采集模块传送的模拟电压信号，进行电压信号的数模转换，将该模拟电压信号转化为相应的数字电压信号，并将该数字电压信号传送给微控制器。微控制器将数字电压信号经过处理，然后传送给显示屏，由显示屏对电压值进行显示。

本实用新型的数字电压表，采用AT89C52作为微控制器U1，LCD1602液晶屏作为显示屏U2，TLC549作为A/D转换芯片U3。

AT89C52是一个低电压、高性能CMOS的8位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。

LCD1602是工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符，是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。

TLC549是8位串行A/D转换芯片芯片，可与通用微处理器、控制器通过CLK、CS、DATAOUT三条口线进行串行接口。具有4MHZ片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17us，TLC549为4000次/s。总失调误差最大为±0.5LSB，典型功耗值为6mW。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围。

微控制器U1的电路系统如图2所示，包括电容C1～C3、电阻R1、晶振X1。其中：微控制器U1采用AT89S52；A/D转换芯片U3为模数转换芯片TLC549。显示电路使用液晶显示器LCD1602，显示设置值可实际值。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.数字电压表，其特征是，包括电压采集模块、A/D转换芯片U3、微控制器U1、电源电路和显示屏U2；所述电压采集模块通过所述A/D转换芯片U3与所述微控制器U1相连接；所述电源电路和显示屏U2均与所述微控制器U1相连接；所述电压采集模块用于接入被测电压；所述A/D转换芯片U3用于接受电压采集模块传送的模拟电压信号，并将模拟电压信号转化为数字电压信号发给微控制器U1；所述微控制器U1用于接收A/D转换芯片传送的数字电压信号，并将所述数字电压信号处理后发给显示屏U2进行显示；所述显示屏U2用于显示被测电压值。

2.根据权利要求1所述的数字电压表，其特征是，所述微控制器U1为AT89C52；所述显示屏U2为LCD1602；A/D转换芯片U3为TLC549A/D。

3.根据权利要求1所述的数字电压表，其特征是，所述显示屏U2和A/D转换芯片U3均与所述微控制器U1相连接；电阻R1的一端连接A/D转换芯片U3，电阻R1的另一端连接所述微控制器U1；所述电阻R1的连接微控制器U1的一端还通过电容C3接地；晶振X1的两端分别于微控制器U1的引脚18和引脚19；电容C1的一端连接微控制器U1的引脚19，电容C1的另一端接地；电容C2的一端连接微控制器U1的引脚18，电容C2的另一端接地。