基于AD574的高精度數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)

AD574A是單片高速12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙極性電路構(gòu)成的混合集成轉(zhuǎn)換顯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動(dòng)校零和自動(dòng)極性轉(zhuǎn)換功能，只需外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個(gè)完整的A/D轉(zhuǎn)換器，其主要功能特性如下：分辨率：12位
非線性誤差：小于±1/2LBS或±1LBS 轉(zhuǎn)換速率：25us  模擬電壓輸入范圍：0—10V和0—20V，0—±5V和0—±10V兩檔四種  電源電壓：±15V和5V  數(shù)據(jù)輸出格式：12位/8位 

芯片工作模式：全速工作模式和單一工作模式

我們利用AD574與ATMEL公司的低價(jià)高性能單片機(jī)AT89C2051組成一個(gè)高精度的數(shù)字電壓表，電原理圖如圖1，AD574是12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，共有12根數(shù)據(jù)線，AT89C2051的P1與AD574的高8位數(shù)據(jù)線直接相接，AD574的低4位數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的高半4位P1.4——P1.7直接相接，數(shù)據(jù)的讀取是依靠單片機(jī)的控制線進(jìn)行分時(shí)選通進(jìn)行。P3.5接AD574的字節(jié)短周期控制線(A0)，P3.4接讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制腳(

)，P3.7直接與工作狀態(tài)指示端(STS)相連，這樣的結(jié)構(gòu)決定只能是8位輸出形式，故

數(shù)據(jù)模式選擇端直接接地即可。AT89C2051只有15根I/O口線，上述用了11根，只余下4根口線，我們將輸出的數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)的串行口輸出，外接一片74LS164(串入并出)譯碼器進(jìn)行擴(kuò)展，同時(shí)顯示的數(shù)據(jù)為4位，剩下的2根口線仍不能滿足要求，還需要一片74LS138三——八譯碼器對(duì)顯示LED進(jìn)行地址選通。

　　這里我們采用10V量程的輸入模式，故AD574的Pin13為被測(cè)電壓的輸入端，因?yàn)橹皇褂昧艘黄?strong>AD574轉(zhuǎn)換芯片，所以CS端直接接地即可。轉(zhuǎn)換器使用±12V電源電壓供電，工作電壓為+5V。

　　74LS164為串入并出譯碼器，AT89C2051通過(guò)串行口輸出的BCD串行碼經(jīng)74LS164譯碼輸出為七段BCD碼，直接與LED的a——g相連，同時(shí)四位LED的數(shù)據(jù)線都一一對(duì)應(yīng)連接在一起。LED數(shù)碼管選用共陽(yáng)型，74LS138輸出的地址碼經(jīng)一個(gè)三極管2SA1015(PNP)接LED的公共端，四位LED的顯示是通過(guò)地址線進(jìn)行分時(shí)選通的，這就是我們常用的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。

　　值得一提的是，動(dòng)態(tài)掃描顯示方式中，動(dòng)態(tài)掃描的頻率有一定的要求，頻率太低，LED將出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。如頻率太高，由于每個(gè)LED點(diǎn)亮的時(shí)間太短，LED的亮度太低，肉眼無(wú)法看清，所以一般均取10ms左右為宜，這就要求在編寫程序時(shí)，選通某一位LED使其點(diǎn)亮并保持一定的時(shí)間，程序上常采用的是調(diào)用延時(shí)子程序。在C51指令中，延時(shí)子程序是相當(dāng)簡(jiǎn)單的，并且延時(shí)時(shí)間也很容易更改。