制作数码管电压表的两种方法

陈RQING 2020-10-29 20939

电子说

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想制作一个数码管显示的电压表，一般有两种方法：一是选用内部带有ADC（模数转换器）的单片机，利用其内置的ADC将被测电压转换成数字信号，然后经单片机处理后驱动数码管显示出电压；二是采用ICL7107、ICL7135这类数字电压表专用的ADC来构成电压表，这种方法制作的数码管电压表为纯硬件电路，即使不会单片机编程的初学者亦可以制作成功。下面我们分别介绍一下采用单片机和电压表专用IC制作数码管电压表的方法。

一、采用单片机制作的数码管电压表

想用单片机来制作数码管电压表，若单片机编程水平不高，最好选用AT89S51这类51单片机来制作，因为这类单片机电压表的电路图及例程网上有很多，我们很容易找到这类资料。有了资料，我们只要按图选用元件及焊接电路，然后给单片机输入相关的程序，这样电压表就制作成了。

像上图所示的数码管电压表就是采用51单片机及外接的ADC0832（8位AD转换器）构成的。采用51单片机制作数码管电压表虽然资料很容易找到，但这类单片机内部一般都不带ADC，需要外接ADC，这样导致其电路不够简洁，并且成本也较高。若自己懂单片机编程，可以选用ATmega168这类内置ADC的单片机来制作电压表。

采用单片机制作数码管电压表的优点是：电路较简单，电压表的精度可以根据实际需要来选用合适型号的单片机。譬如，需要四位精度的电压表，我们可以选用内置12位ADC的STM8L051或C8051F410单片机，需要五位或更高精度的电压表，可以选用内置24位ADC的C8051F350单片机来制作。

二、采用数字电压表专用IC来制作数码管电压表

对于不会单片机编程的电子初学者来说，采用ICL7107（外形如上图所示）这类数字电压表专用IC来制作数码管电压表是比较合适的。这类电压表专用IC电路简单，毋须编程，只要按图选用元件，并且焊接无误，很容易制作成功。

数码管

上图所示电路就是采用数字电压表专用IC——ICL7107构成的三位半数字电压表，其最小分辨率为0.1mV，转换精度为0.05±1个字，最大显示值为±1999。该电路若外接合适的分压电阻，可以用来测量1000V以内的直流电压，若接上由AD737组成的真有效值转换器，便可以构成一个可以测量任意波形交流电压的真有效值数字电压表。

用ICL7107制作数码管电压表时，要求选用4个共阳极的数码管，它们与IC的连接如上图所示。ICL7107的内部自带有一个2.8V左右的精密基准电压源，制作时可以通过调节电阻R6，使其36脚与32脚之间有一个100.0mV的基准电压（该电压决定着电压表的测量精度，务必调到上述值，一般采用四位半数字万用表的2V直流电压档调整即可）。被测电压直接加在31脚与32脚之间，这样数码管即可显示出被测电压的大小。由于ICL7107可以自动识别被测直流电压的极性，故用这种电压表测量直流电压时，不需考虑被测电压的极性。这里需要说一下，上述电压表测量输入端未接分压电阻，其最高输入电压为199.9mV。若想测量大于199.9mV的电压，需要在输入端接上分压电阻。

采用ICL7107构成的数码管电压表一般都是±5V电源供电，其±5V电源可以选用7805和7905三端稳压IC来产生。实际中若觉得采用上述两个三端稳压IC供电不太方便，亦可以采用＋5V电源供电，所需的－5V电压可以采用CD4069接一个负电压发生器来产生，这样即可采用单5V电源供电。
责任编辑人：CC

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