（2）利用Keil C51编写软件程序；

（3）自动测量交流电压范围：0～222V，精度：10%；

（4）对交流电压定点采样，其计算的有效值结果实时刷新在显示屏上；

（5）数码管显示的数字应是3位有效数字；

2.2  设计思路

按照课题的设计要求搭建硬件电路，测量输入电路采用变压器变压与滑动变阻器降压、运算放大器提升电压的方法，使过高的检测电压变成可以传送到转换电路输入端的数字较低的电压。数字显示电路主要采用74HC595寄存器，让其输出端依次与LED连接，采用的四位数码管与排阻相连。

2.3  设计方案

交流电压检测系统的硬件部分主要由测量电压输入模块、A/D转换电路、单片机控制模块、时钟电路与复位电路、数字显示模块五部分组成。其设计的检测系统框图如下图2.1所示：

本检测系统采用的是16位的模数转换器其类型为逐次渐进式的LTC1864模数转换器，可以进行高速率的数据采集工作。转换器主要由电压比较器、移位寄存器、D/A转换器、时序电路和控制逻辑电路等部分组成[5]。其位数越多精度越大，故需要根据技术指标中所要求的精度来选取合适位数的模数转换器。由于转换输入通道的输入电压只能为0～5V，所以在硬件检测系统上设计一个电压的调理电路，来满足模数转换通道不能输入过高电压的问题。

数据显示采用的是移位寄存器与排阻和共阳数码管的组合，由于能够串行输入与并行输出的硅结构CMOS存储器在移位过程中，输出端的数据可以保持不变。当数据一位一位的输送出去的时候数码管不会出现闪烁，是很有用处的。

3  硬件电路设计

3.1  测量电压输入电路

该模块由滑动变阻器（调节输入交流电压）、变压器和滑动变阻器（变压与降压）、电压提升电路、一个电容一些电阻构成。

交流电压源V1是一个幅值为314V，频率为50HZ激励源。通过利用RV3滑动变阻器的调节，可以改变不同的输入“被测电压”，相当于实际电压表所要测量的未知电压。在滑动变阻器之后并联一个交流电压表就是为了测量实时的交流电压值，这样可以方便的看出利用软硬件电路所测量出的交流电压与真实电压的误差。这样的措施也方便接下来的仿真与调试。

利用TR1变压器和RV2滑动变阻器是为了将过大的实际电压通过变压与降压，转换成为实际可以输入到A/D转换电路的测量电压。由于A/D装换通道中的LTC1864的可以输入电压的输入范围是0～5V，实际测量的电压是0～314V（有效值0～220V）。对于外部电压源中高达314V的交流电压，将其电压不作任何处理直接传送到硬件检测电路中显然是不可实现的。故我们就需要运用电压转换来完成被测电压的可输入化。

解决A/D通道的输入电压调理问题，显而易见需要用硬件电路进行一系列的调整、设计来满足A/D转换通道的输入电压要求。当输入的交流电压输入到TR1时，通过TR1变压器和RV2滑动变阻器将原始的输入电压314V（有效值220V）降压为幅值为2V（有效值1.41V）。这步操作可在整体电路设计中实现。

当开始测试变化的被测电压之前，应该先将输入的交流电压调节为最大的幅值314V（有效值220V，即将RV3调到最上端），接下来再调整RV2，使传输送到的LM358输入端的电压为1.41V（对应幅值为2V）。在此处交流电压的变压、降压中需要注意的是，不能让输入到LM358输入端的交流电压值过大。因为电压提升电路由运算放大器LM358所构成，就是将幅值为2V的交流电压（﹣2V～+2V）转换后变成0～+4V的正弦电压。 AT89C51单片机交流数字电压表设计+电路图+程序(2):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_206393.html