基于STC89C52单片机的数字电流电压表设计
1.简述
本文介绍了基于stc89c52单片机为核心，分别以acs712-05芯片和串联分压电路为为电流检测和电压检测电路，并通过ad0809数模转换芯片对电压信号进行采集和转换，传输给单片机进行处理，最后将处理后的电压值和电流值通过lcd1602显示屏显示出来。
2.硬件设计
本设计的硬件主要分为5部分，分别为：单片机最小系统、电流信号采样电路、电压信号采集电路、adc转换电路、lcd1602显示屏电路。 硬件框图如图：
（1）电流信号采集电路
电流信号采集电路采用了acs712-05芯片，该芯完全基于霍尔感应的原理设计，由一个精确的低偏移线性霍尔传感器电路与位于接近ic表面的铜箔组成、，电流流过铜箔时，产生一个磁场,霍尔元件根据磁场感应出一个线性的电压信号，经过内部的放大、滤波、斩波与修正电路，输出一个电压信号，该信号从芯片的第七脚输出，直接反应出流经铜箔电流的大小。 具体电路如图：
acs712根据尾缀的不一样，量程分为三个规格：±5a、±20a、±30a，此次使用的量程为±5a，由于adc转换芯片只能识别正压信号，所以电流的量程为0~5a。 acs712-05电流电压对应关系如下图，ip=0a即没有输入电流的时候，对应输出电压为2.5v.精确度为185mv/a即为图中斜线的斜率。 取vcc=5v,计算公式为：
vout= 2.5 + 0.185*ip
（2）电压信号采集电路
电压信号采集电路相对简单，主要使用了两个电阻作为串联分压电路，分压比为3。 比如当检测表笔检测15v的电压时，由于分压比为3，r3端的电压为5v。 如果需要提高测试电压的量测，可以更改分压比。 （注意：在选用分压电阻时，尽量选择阻值大一点的电阻，不然电阻过小会导致输入电流过大； 此电路也只适用于测试输入阻抗较大的电路上的电压，不然测试出来的误差较大）； 电路如图：
（3）adc转换电路
本次adc转换电路采用了pcf8591芯片，该芯片是一个单电源低功耗的8位cmos数据采集器件，即分辨率为256，具有4路模拟输入，1路模拟输出和一个串行i2c总线接口用来与单片机通信。 此电路将电流信号和电压信号进行转换后传送给单片机。 电路如图：
（4）总体电路
3.软件设计
软件流程相对简单，当单片机上电后，程序对各个模块进行初始化后，进入循环，定时检测电流及电压值，并将最新的数据显示在显示屏上。 程序流程如图：
（1）主函数
void main (void){ unsigned char midvolt,midcur; //电压电流中间变量值 init_timer0(); //定时器0初始化 uart_init(); //串口初始化 lcd_init(); //初始化液晶 delayms(20); //延时有助于稳定 lcd_clear(); sprintf(dis0,my designer!! );//打印 lcd_write_string(0,0,dis0);//显示第一行 sprintf(dis0,v:%3.2fv a:%3.2fa,volt,acurrent);//打印电压电流值 lcd_write_string(0,1,dis0);//显示第二行 uartsendstr(reday ok!!,10); while (1) //主循环 { midvolt=readadc(1); //读取ad检测到的 电压值 delayms(50); //延时有助于稳定 midcur=readadc(0); //读取电流转化后的电压值 volt=(float)midvolt*5.13/255*3; //计算出电压 *3表示分压值 acurrent=(float)midcur*5.13/255; //计算出电流 if(acurrent>2.62) //如果电流转换后的电压值超过2.62 { acurrent=(acurrent-2.62)/0.185; //电流模块 电压转换计算 } else { acurrent=0; } sprintf(dis0,v:%3.2fv a:%3.2fa,volt,acurrent);//打印电压电流值 lcd_write_string(0,1,dis0);//显示第二行 delayms(500); //延时有助于稳定 }}
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2.硬件设计
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acs712根据尾缀的不一样，量程分为三个规格：±5a、±20a、±30a，此次使用的量程为±5a，由于adc转换芯片只能识别正压信号，所以电流的量程为0~5a。 acs712-05电流电压对应关系如下图，ip=0a即没有输入电流的时候，对应输出电压为2.5v.精确度为185mv/a即为图中斜线的斜率。 取vcc=5v,计算公式为：
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（3）adc转换电路
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