基于89C51的双积分数字直流电压表设计

"4位半积分式数字直流电压表设计是采用双积分式电路的电子仪表，用于精确测量直流电压。这种电压表适用于电子和电工测量、工业自动化仪表以及自动测试系统。文章由钱豫平、王积相等人撰写，他们在应用电子技术专业学习，并得到了朱登胜和张小杭教授的指导。设计中，他们利用89C51单片机和分立元件构建A/D转换器，降低了成本，提高了性价比。电压表的硬件包括双电源、信号采集、量程转换等模块，软件则采用模块化编程，包括时序控制、滤波、BCD码转换等功能。设计经过测试，测量误差小于±0.03%，精度达到4位半，具备自动量程转换，具有很高的实用价值。" 本文探讨了一种基于89C51单片机的4位半积分式数字直流电压表设计。双积分式电路被选为A/D转换的核心，因其优秀的微分线性度和对干扰的抑制能力。相较于使用专用A/D转换芯片，该设计选择分立元件构建A/D转换器，降低了整体成本，使得在实验室环境中的广泛应用成为可能。 在硬件设计上，电压表包括了双电源电路，用于提供稳定的工作电压；信号采集电路，用于捕捉输入电压信息；量程转换电路，允许电压表适应不同范围的电压测量；开关逻辑控制电路，负责协调各个部分的工作；积分比较与自动回零电路，确保转换过程的准确性和稳定性；单片机系统，控制整个电压表的操作；以及显示电路，用于直观地呈现测量结果。 软件设计方面，采用了模块化编程策略，包括时序子程序来管理转换过程的时间控制，系数运算子程序处理数据计算，滤波子程序减少噪声影响，BCD码转换子程序将数字信息转化为适合显示的格式，以及自动量程转换子程序，使得电压表能够自动适应最佳测量范围。 经过实际测试，该4位半积分式数字直流电压表的测量误差不超过±0.03%，达到了4位半的精度水平，表明设计的高准确性。同时，集成的自动量程转换功能提升了使用的便捷性，增加了其在实际应用中的实用性。因此，这种设计不仅在学术研究中具有价值，也在工业实践中具有广阔的应用前景。