CN204515006U

CN204515006U - 一种八路数字电压采集系统

Info

Publication number: CN204515006U
Application number: CN201520036295.8U
Authority: CN
Inventors: 何乃龙
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2025-01-19

Abstract

本实用新型公开了一种八路数字电压采集系统，包含微控制器模块、电压采集模块、时钟模块、复位模块、显示模块、模数转换模块和电源模块；所述电压采集模块通过模数转换模块连接微控制器模块，所述时钟模块、复位模块和显示模块连接在微控制器模块的相应端口上，所述电源模块为微控制器模块、电压采集模块、时钟模块、复位模块、显示模块、模数转换模块提供所需电源。本实用新型精度高、抗干扰能力强、可扩展性好、集成方便。

Description

一种八路数字电压采集系统

技术领域

本实用新型涉及一种电压采集系统，尤其涉及一种八路数字电压采集系统，属于电压采集控制领域。

背景技术

数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM，它采用数字化测量技术，是能够把连续的模拟量即直流输入电压转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。这种电子测量的仪表之所以出现，一方面是由于电子计算机的应用逐渐推广到系统的自动控制实验研究的领域，提出了将各种被观察量或被控制量转换成数码的要求，即为了实时控制及数据处理的需要；另一方面，电子计算机的发展，带动了脉冲数字电路技术的进步，为数字化仪表的出现提供了条件。所以，数字化测量仪表的产生与发展与电子计算机的发展是具有密切联系的。最近的几十年来，随着半导体技术、集成电路(IC)和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电压表的快速发展，并不断出现新的类型。

传统的指针刻度电压表需要借助指针和刻度盘进行读数，因而功能单一，精度低，容易引起视差和视觉疲劳，而且读数的时候也非常不方便，很容易出错。已经不能满足现在数字化时代的需要，注定了要被更精确的电压测量仪表所取代。而基于单片机的数字电压表，能够将连续的模拟量转换成离散的数字形式并加以显示，因而其精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便，还可以与PC进行实时通信，数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。因而被广泛的应用于电子及电工的测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。与此同时，基于数字电压表扩展成的各种通用及专用数字仪表，也把电量和非电量的测量技术提升到了崭新的水平。并且想要通过多路实现同时采集电压也是我们现实生活中的一大需求，本系统也着重解决了这样的技术问题。

目前，数字电压表的内部核心部件是A/D转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度，因而，以后数字电压表就向着高精度和低成本这两个方面发展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种精度高、抗干扰能力强、可扩展性好、集成方便的八路数字电压采集系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种八路数字电压采集系统，包含微控制器模块、电压采集模块、时钟模块、复位模块、显示模块、模数转换模块和电源模块；所述电压采集模块通过模数转换模块连接微控制器模块，所述时钟模块、复位模块和显示模块连接在微控制器模块的相应端口上，所述电源模块为微控制器模块、电压采集模块、时钟模块、复位模块、显示模块、模数转换模块提供所需电源。

作为本实用新型一种八路数字电压采集系统的进一步优选方案，所述模数转换单元包含比较器、A/D转换器、存储器和控制电路。

作为本实用新型一种八路数字电压采集系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用STC89C51单片机。

作为本实用新型一种八路数字电压采集系统的进一步优选方案，所述显示模块为LED显示器。

作为本实用新型一种八路数字电压采集系统的进一步优选方案，所述电源模块为可充电蓄电池。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型精度高、抗干扰能力强：八路数字电压表主要利用A/D转换器，处理过程是先用A/D转换器对各路电压值进行采样，得到相应的数字量，再按数字量与模拟量成正比关系运算得到对应的模拟电压值，然后通过LED显示器显示出所测的电压值；

2、可扩展性好、集成方便：八路数字电压采集系统可以测量0-5v范围内的8路输入电压值，并能在4位数码管上轮流显示。测量最大分辨率为0.01v，测量误差约为0.02v。因此可以适用于很多场合。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型模数转换模块的电路图；

图3是本实用新型的微控制器模块与模数转换模块连接电路图；

图4是本实用新型显示模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种八路数字电压采集系统，包含微控制器模块、电压采集模块、时钟模块、复位模块、显示模块、模数转换模块和电源模块；所述电压采集模块通过模数转换模块连接微控制器模块，所述时钟模块、复位模块和显示模块连接在微控制器模块的相应端口上，所述电源模块为微控制器模块、电压采集模块、时钟模块、复位模块、显示模块、模数转换模块提供所需电源。

其中，所述模数转换单元包含比较器、A/D转换器、存储器和控制电路，所述微控制器模块采用STC89C51单片机，所述显示模块为LED显示器，所述电源模块为可充电蓄电池。

本次系统利用内部的寄存器从高位到地位依次进行比较。开始转换时，寄存器各位清零，先将最高位置1，把模拟量送入A/D转换器转换，转换结果与输入模拟量进行比较，如果转换结果比输入的模拟量小，则1保留；若转换结果比输入模拟量大，则1不保留。然后第二位依次重复上述过程直至最低位。

因为本系统用的模数转换芯片ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。八路数字电压表主要利用A/D转换器，处理过程是先用A/D转换器对各路电压值进行采样，得到相应的数字量，再按数字量与模拟量成正比关系运算得到对应的模拟电压值，然后通过LED显示器显示出所测的电压值。

本实用新型精度高、抗干扰能力强：八路数字电压表主要利用A/D转换器，处理过程是先用A/D转换器对各路电压值进行采样，得到相应的数字量，再按数字量与模拟量成正比关系运算得到对应的模拟电压值，然后通过LED显示器显示出所测的电压值；可扩展性好、集成方便：八路数字电压采集系统可以测量0-5v范围内的8路输入电压值，并能在4位数码管上轮流显示。测量最大分辨率为0.01v，测量误差约为0.02v。因此可以适用于很多场合。

如图2和3所示：STC89C51单片机把接收到的数字量通过一定的处理，产生正确的显示码传送给4位LED显示模块，四位数码管的驱动显示电路图，如图4所示：同时它还通过其四位I/O口P3.0、P3.1、P3.2、P3.3控制数码管的亮灭。其中，单片机STC89C51通过定时器中断从P2.4输出方波，接到ADC0809的CLOCK,P2.6发正脉冲启动A/D转换模块，P2.5检测A/D转换是否完成，转换完成后，P2.7置高从P1口读取转换结果并且将测得的八路电压值依次送给LED显示出来。

Claims

1.一种八路数字电压采集系统，其特征在于：包含微控制器模块、电压采集模块、时钟模块、复位模块、显示模块、模数转换模块和电源模块；所述电压采集模块通过模数转换模块连接微控制器模块，所述时钟模块、复位模块和显示模块连接在微控制器模块的相应端口上，所述电源模块为微控制器模块、电压采集模块、时钟模块、复位模块、显示模块、模数转换模块提供所需电源。

2.根据权利要求1所述的一种八路数字电压采集系统，其特征在于：所述模数转换单元包含比较器、A/D转换器、存储器和控制电路。

3.根据权利要求1所述的一种八路数字电压采集系统，其特征在于：所述微控制器模块采用STC89C51单片机。

4.根据权利要求1所述的一种八路数字电压采集系统，其特征在于：所述显示模块为LED显示器。

5.根据权利要求1所述的一种八路数字电压采集系统，其特征在于：所述电源模块为可充电蓄电池。