使用PIC單片機(jī)開發(fā)的簡易數(shù)字電壓表

　　對于單片機(jī)初學(xué)者來說，數(shù)字電壓表是一個(gè)不錯(cuò)的練習(xí)項(xiàng)目。在本文中，單片機(jī)開發(fā)工程師們分享了一個(gè)使用PIC單片機(jī)開發(fā)的簡易數(shù)字電壓表。該數(shù)字電壓表的范圍是0-20V，當(dāng)然你也可以自己增加或減少輸入電壓的范圍。

　　在這個(gè)方案中，使用的是microchip的PIC16F688單片機(jī)，該P(yáng)IC單片機(jī)通過8個(gè)模擬通道之一讀取輸入電壓，并使用內(nèi)部ADC將其轉(zhuǎn)換為10位數(shù)字。用ADC轉(zhuǎn)換做一些數(shù)學(xué)運(yùn)算，該數(shù)字可以轉(zhuǎn)換為實(shí)際測得的電壓。電壓顯示在基于HD44780的字符LCD上。

　　一、數(shù)字電壓表電路圖和說明

　　你無法將20V信號直接饋入PIC單片機(jī)的輸入通道。它的工作電壓過高，可能會損壞單片機(jī)。因此，首先我們需要一個(gè)電壓縮放器，該電壓縮放器會將輸入電壓縮小到PIC16F688的安全工作電壓范圍?？梢酝ㄟ^下面所示的簡單電阻分壓器來實(shí)現(xiàn)。

　　使用兩個(gè)電阻R1和R2，可以將0-20V的輸入電壓下轉(zhuǎn)換為0-5V。對于R1和R2的選定值，你可以看到電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)的輸出（Va）是輸入電壓的1/4。如果輸入電壓超過20V，則Va將超過5V，這可能對PIC單片機(jī)有害。如果在R1電阻兩端連接一個(gè)5.1V穩(wěn)壓二極管，則輸出電壓Va將永遠(yuǎn)不會超過5.1V。這樣可以保護(hù)單片機(jī)免受高壓輸入可能造成的任何損害。電壓Va將流到PIC16F688單片機(jī)的AN2（引腳11）通道。其余電路如下所示：

　　LCD顯示器以4位模式連接。如果LCD模塊中只有14個(gè)引腳，則可能沒有背光功能，可以忽略引腳15和16。對比度調(diào)整通過連接在+ 5V和Gnd之間的5K電位計(jì)完成。提供了一個(gè)在線串行編程（ICSP）頭，以便你將來進(jìn)行任何更改時(shí)都可以輕松升級PIC單片機(jī)內(nèi)部的固件。當(dāng)單片機(jī)由于某種原因停止執(zhí)行程序時(shí)，外部復(fù)位有助于使整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入已知的初始狀態(tài)。

　　此處顯示了基于面包板的完整電路。你需要為此項(xiàng)目使用+ 5V穩(wěn)壓電源。為此，可以使用LM7805線性穩(wěn)壓器IC。

　　該方案使用C語言開發(fā)，并使用Mikroelektronika的mikroC Pro for PIC編譯器進(jìn)行了編譯。PIC16F688單片機(jī)使用4.0 MHz的內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器。啟用了MCLR并且打開了開機(jī)定時(shí)器。你需要通過將ANSEL寄存器中的相應(yīng)位置1，將RA2 / AN2輸入定義為模擬輸入。將ADCON1寄存器的VCFG位清零，以使用Vdd = + 5V作為AD轉(zhuǎn)換的參考電壓。ADCON0 = 8將AN2輸入通道連接到內(nèi)部采樣和保持電路。端口A和C引腳上的比較器也必須被禁用（分配CMCON0 = 7）。其他設(shè)置：

　　振蕩器-》內(nèi)部RC無時(shí)鐘；

　　看門狗定時(shí)器-》關(guān)閉；

　　電定時(shí)器-》開啟；

　　主清除啟用-》啟用；

　　代碼保護(hù)-》關(guān)閉；

　　數(shù)據(jù)EE讀保護(hù)-》關(guān)閉；

　　欠壓檢測-》 BOD啟用，SBOREN禁用；

　　內(nèi)部外部切換模式-》啟用；

　　監(jiān)視器時(shí)鐘故障保護(hù)-》啟用；

　　二、基于PIC單片機(jī)開發(fā)的數(shù)字電壓表源代碼

　　sbit LCD_RS at RC4_bit;

　　sbit LCD_EN at RC5_bit;

　　sbit LCD_D4 at RC0_bit;

　　sbit LCD_D5 at RC1_bit;

　　sbit LCD_D6 at RC2_bit;

　　sbit LCD_D7 at RC3_bit;

　　sbit LCD_RS_Direction at TRISC4_bit;

　　sbit LCD_EN_Direction at TRISC5_bit;

　　sbit LCD_D4_Direction at TRISC0_bit;

　　sbit LCD_D5_Direction at TRISC1_bit;

　　sbit LCD_D6_Direction at TRISC2_bit;

　　sbit LCD_D7_Direction at TRISC3_bit;

　　// End LCD module connections

　　char Message1［］ = “DVM Project”;

　　unsigned int ADC_Value， DisplayVolt;

　　char *volt = “00.0”;

　　void main（） {

　　ANSEL = 0b00000100; // RA2/AN2 is analog input

　　ADCON0 = 0b00001000; // Analog channel select @ AN2

　　ADCON1 = 0x00; // Reference voltage is Vdd

　　CMCON0 = 0x07 ; // Disable comparators

　　TRISC = 0b00000000; // PORTC All Outputs

　　TRISA = 0b00001100; // PORTA All Outputs， Except RA3 and RA2

　　Lcd_Init（）; // Initialize LCD

　　Lcd_Cmd（_LCD_CLEAR）; // CLEAR display

　　Lcd_Cmd（_LCD_CURSOR_OFF）; // Cursor off

　　Lcd_Out（1，1，Message1）;

　　Lcd_Chr（2，10，‘V’）;

　　do {

　　ADC_Value = ADC_Read（2）;

　　DisplayVolt = ADC_Value * 2;

　　volt［0］ = DisplayVolt/1000 + 48;

　　volt［1］ = （DisplayVolt/100）%10 + 48;

　　volt［3］ = （DisplayVolt/10）%10 + 48;

　　Lcd_Out（2，5，volt）;

　　delay_ms（500）; // Hold for 500 ms

　　} while（1）;

　　} // End main（）