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该电路方案采用ICL7135和89S52单片机构建的数字电压表方案。

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简介：
本设计详细阐述了一种基于89S52单片机的电压测量电路方案。该电路的核心在于采用ICL7135这款高精度、双积分式模数转换器（A/D转换器），从而实现对直流电压的精确测量，其测量范围涵盖从直流0伏特到±2000伏特。为了便于数据呈现和上位机控制，电路还配备了LCD液晶模块，并支持与个人电脑（PC）进行串行通信。正文重点介绍了该系统软硬件各部分的电路设计，并深入剖析了双积分电路的工作原理。此外，还详细阐述了89S52单片机的特性、ICL7135的运作方式及其应用，以及LCD1601液晶模块的应用细节。总体而言，该电路设计以其创新性、强大的功能表现以及优异的可扩展性而著称。如图2.1所示，模拟电压首先经过档位切换，选择不同的分压电路进行衰减处理，随后通过隔离干扰技术传递至A/D转换器进行数字化转换。转换后的数据最终被单片机处理后，再通过LCD显示模块呈现给用户，同时利用串行通讯接口与相应的上位机进行数据交互。 ICL7135是一款采用CMOS工艺制造的四位半模数转换器（A/D转换器），它以多工扫描的方式输出数字值；只要添加译码器、数码显示器、驱动器以及电阻电容等必要的辅助元件，即可构建一个满量程为2伏特的数字电压表。该器件的主要特点包括：首先，它采用了双积分式A/D转换技术，虽然转换速度相对较慢；其次，在每次A/D转换之前，内部自动执行调零操作，从而确保零点在常温下能够长期保持稳定；第三个特点是具备自动极性转换功能，能够对双极性模拟输入电压进行A/D转换操作, 模拟电压的范围可达0至±1.9999伏特；第四个特点是支持差动信号输入, 其输入电阻具有极高的典型值约为1帕；第五个特点是所有输出端都与TTL电路兼容；第六个特点是提供过量程（OR）和欠量程（UR）标志信号输出, 可作为自动量程转换的控制信号；第七个特点是输出动态扫描BCD码；第八个特点是外设提供了六个输入和输出控制信号(R/H, BUSH, ST, POL, OR, UR)，因此除了用于数字电压表之外, 还可以与异步接收/发送器、微处理器或其他控制电路连接使用; 最后第九个特点是采用了28引脚双列直插式封装.

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  • 基于ICL7135与89S52单片机的数字电压表示意图案
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    本作品设计了一种结合ICL7135模数转换器和89S52单片机的数字电压表，能够准确显示并以图形方式示意输入电压的变化，适用于多种电子测量场景。 本段落介绍了一种基于89S52单片机的电压测量电路设计。该电路采用ICL7135高精度双积分A/D转换器来实现直流0-±2000伏特范围内的精确测量，并通过LCD液晶模块显示结果，支持与PC机进行串行通信。 文章详细介绍了软硬件系统的各个组成部分、双积分电路的工作原理以及89S52单片机的特点。同时对ICL7135的功能和应用进行了深入阐述，包括其作为4位半A/D转换器的特性及其在数字电压表中的作用，并且指出了LCD1601模块的主要功能。 设计中采用了一种新颖的方法：通过档位切换选择不同的分压电路来衰减模拟输入信号，在经过隔离干扰处理后送入ICL7135进行模数转换，随后将数据传输至89S52单片机内进行进一步的计算与分析。最终结果显示在LCD屏幕上，并可通过串行通信方式发送给上位计算机。 ICL7135是一款基于CMOS工艺制造而成的4.5位A/D转换器，在每次执行模数变换之前会自动校准零点，确保长期稳定性和高精度（满量程2V内误差不超过0.01%）。此外该芯片还具备双极性输入信号处理能力、差分模式支持以及低电流消耗等优点。其输出端口兼容TTL标准逻辑电平，并提供了过载和欠压检测功能，适用于多种控制接口连接。 综上所述，此设计方案不仅具有强大的测量性能而且易于扩展与集成到其他系统中去使用。
     
  • 数字电压表的单片机设计案例
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  • 基于ICL7107的数字电压表电路设计方案
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    本设计介绍了采用ICL7107芯片构建的高精度数字电压表方案，详细阐述了电路结构、工作原理及应用优势。 Intersil ICL7107是一款具备内置3 1/2显示解码器/驱动器的模数转换器，能够测量高达200V的直流输入电压，并且该设备可以处理具有极性的信号，因此无需担心IC损坏问题。其测量对象为模拟电压，但不仅仅限于直流电压的应用场景；我们还可以利用其他类型的模拟传感器进行多样化测试。例如，使用LM35这样的模拟温度传感器来测量温度变化或采用模拟电流传感器来进行电流的检测等操作。
     
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    本设计提出了一种以单片机为核心，结合DS18B20温度传感器的温度测量系统。该方案具有高精度、低成本及易于操作的特点，适用于多种环境下的温度监测需求。 DS18B20 单线数字温度传感器（一线器件）具备独特的优点：首先，它采用单总线接口方式与微处理器连接，仅需一条信号线即可实现双向通讯。这种设计具有经济性好、抗干扰能力强的特点，并且适合在恶劣环境中进行现场温度测量。此外，使用方便使得用户可以轻松搭建传感器网络，为测温系统的设计带来新的理念。 其次，DS18B20 的测量范围广泛（-55℃至+125℃），并且精度高，在 -10°C 至 +85°C 区间内的误差不超过 ± 0.5°C。此外，它在使用过程中不需要额外的外围元件，并支持多点组网功能，即多个 DS18B20 可以并联在同一根线上实现温度测量。 供电方式灵活是其另一大优势：DS18B20 能够通过内部寄生电路从数据线获取电源。因此，在满足特定时序要求的情况下，无需外部电源即可运行，简化了系统结构，并提高了可靠性。 此外，用户可以根据需求设置 DS18B20 的测量分辨率（9至12位），以适应不同的应用场景。当电源极性接反时，虽然温度计不会因发热而损坏但无法正常工作；内置的 EEPROM 能够在掉电后保存设定值如分辨率和报警温度。 DS18B20 体积小巧、适用电压范围广且经济实惠，支持更小封装方式及宽泛的工作条件。因此它被设计者们广泛应用于构建低成本测温系统中。基于单片机和 DS18B20 设计的电路方案能够实现可调温度测量，并保留两位小数精度。
     
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    本设计提供了一种用于测量30V以下直流电压的简易51单片机电压表电路方案。该方案结构简单，成本低，易于实现，适合于多种应用场景。 可以用简单的方法制作一个51单片机电压表来测量30V以下的直流电压。虽然没有精确的电压表进行校准，但用普通万用表测试后发现其精度还不错。这个电表的精度主要取决于参考电压的准确性、AD转换位数以及分压电阻的精度。 这种自制电压表适用于一般的电压测量需求，并且可以通过调整分压电阻和修改算法参数来适应其他量程范围内的电压检测。
     
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