引言
隨着電子科學技術不斷髮展，電子測量也變得越來越普遍，並且對測量的精度和功能的要求也是越來越高，而電壓的測量尤爲突出，因爲電壓的測量最爲普遍。而且隨着電子技術的日益發展，更是經常需要測量高精度的電壓，所以數字電壓表就成爲一種必不可少的測量儀器。
數字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM，它是採用數字化測量技術，把連續的模擬量（直流或交流輸入電壓）轉換成不連續的、離散的數字形式並加以顯示的儀表。由於數字是儀表具有讀書準確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高、測量速度快等特點而倍受青睞[1]。
這款數字電壓表採用微控制器作爲測量儀器的主控制器，採用具有中文字庫的LCD 顯示器，設計具有10 位分辨率，100Hz 的採樣頻率，並可以與顯示器之間進行通信的電壓測量系統。這種以微控制器爲主體的新型智能儀表將微控制器技術與測量控制技術結合在一起，所以這種類型的數字電壓表無論在功能還是實際應用上，都具有傳統電壓表無法比擬的特點。
1 系統概述
數字電壓表主要由模數轉換電路、程序控制電路、顯示電路三部分組成。其中LPC2131自帶的10 位ADC 作爲轉換電路，將輸入的模擬信號進行採樣、轉換、然後將轉換的數字信號送入MCU 進行處理，得出測量結果送入顯示電路進行顯示。
2 系統組成框圖
數字電壓表組成框所示.
3 硬件電路原理圖
LPC2131 微控制器是基於一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的16/32 位ARM7TDMI-SiCPU，128 位寬度的存儲器接口和獨特加速結構使32 位代碼能夠在最大時鐘速率下運行而性能的損失卻很小，超小LQFP64 封裝，內帶8 路10 位的A/D 轉換器，每個通道的轉換時間低至2.44 微秒[2] [3]，低功耗模式適用於手持設備。
FYD12864[4]是一種具有4 位/8 位並行、2 線或3 線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率爲128×64, 內置819216*16點漢字，和128 個16*8 點ASCII 字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面。可以顯示8×4 行16×16 點陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的.圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低於相同點陣的圖形液晶模塊。
LCD 模塊控制芯片提供兩套控制命令，基本指令和擴充指令由RE 控制，在接受指令前，微處理器必須先確認其內部處於非忙碌狀態，如果在發送一個指令前並不檢查BF 標誌，那麼在前一個指令和這個指令中間必須延長一段較長的時間，即等待起一指令確定執行完成。
該系統主要實現對電壓的測量，經測試端輸入的電壓，分壓採樣後送到LPC2131 程序處理，組後將測量結果在FYD12864LCD 顯示器顯示，由於ADC 本身的輸入範圍的限制，我們這裏輸入信號最大值爲+3.3V，採樣率達到100Hz,精度高於0.9%，在實際應用中，可以增加前級信號調理電路使輸入信號的範圍擴大。
4 系統軟件
根據設計要求，結合硬件原理圖與FYD12864 的使用手冊，爲採樣頻率達到100Hz,把電壓測量結果直觀顯示出來，軟件程序流程圖[5]所示。
5 結論
本文給出了基於LPC2131 控制器的數字電壓表的硬件原理圖及其部分軟件編程，通過FYD1286LCD 顯示測量結果，展現了以軟件取代硬件並能提高系統性能的微控制技術。隨着微控制器應用的推廣，微控制器技術將不斷髮展完善。
[參考文獻] (References)
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