基于PIC单片机开发的数字电压表

对于单片机初学者来说，数字电压表是一个不错的练习项目。在本文中，英锐恩单片机开发工程师们分享了一个使用PIC单片机开发的简易数字电压表。该数字电压表的范围是0-20V，当然你也可以自己增加或减少输入电压的范围。

在这个方案中，使用的是microchip的PIC16F688单片机，该PIC单片机通过8个模拟通道之一读取输入电压，并使用内部ADC将其转换为10位数字。用ADC转换做一些数学运算，该数字可以转换为实际测得的电压。电压显示在基于HD44780的字符LCD上。

一、数字电压表电路图和说明

你无法将20V信号直接馈入PIC单片机的输入通道。它的工作电压过高，可能会损坏单片机。因此，首先我们需要一个电压缩放器，该电压缩放器会将输入电压缩小到PIC16F688的安全工作电压范围。可以通过下面所示的简单电阻分压器来实现。

使用两个电阻R1和R2，可以将0-20V的输入电压下转换为0-5V。对于R1和R2的选定值，你可以看到电阻分压器网络的输出（Va）是输入电压的1/4。如果输入电压超过20V，则Va将超过5V，这可能对PIC单片机有害。如果在R1电阻两端连接一个5.1V稳压二极管，则输出电压Va将永远不会超过5.1V。这样可以保护单片机免受高压输入可能造成的任何损害。电压Va将流到PIC16F688单片机的AN2（引脚11）通道。其余电路如下所示：

LCD显示器以4位模式连接。如果LCD模块中只有14个引脚，则可能没有背光功能，可以忽略引脚15和16。对比度调整通过连接在+ 5V和Gnd之间的5K电位计完成。提供了一个在线串行编程（ICSP）头，以便你将来进行任何更改时都可以轻松升级PIC单片机内部的固件。当单片机由于某种原因停止执行程序时，外部复位有助于使整个系统进入已知的初始状态。

此处显示了基于面包板的完整电路。你需要为此项目使用+ 5V稳压电源。为此，可以使用LM7805线性稳压器IC。

该方案使用C语言开发，并使用Mikroelektronika的mikroC Pro for PIC编译器进行了编译。PIC16F688单片机使用4.0 MHz的内部时钟振荡器。启用了MCLR并且打开了开机定时器。你需要通过将ANSEL寄存器中的相应位置1，将RA2 / AN2输入定义为模拟输入。将ADCON1寄存器的VCFG位清零，以使用Vdd = + 5V作为AD转换的参考电压。ADCON0 = 8将AN2输入通道连接到内部采样和保持电路。端口A和C引脚上的比较器也必须被禁用（分配CMCON0 = 7）。其他设置：

振荡器->内部RC无时钟；
看门狗定时器->关闭；
电定时器->开启；
主清除启用->启用；
代码保护->关闭；
数据EE读保护->关闭；
欠压检测-> BOD启用，SBOREN禁用；
内部外部切换模式->启用；
监视器时钟故障保护->启用；

二、基于PIC单片机开发的数字电压表源代码

 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()

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的基于PIC单片机开发的数字电压表。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运算放大器和模拟开关。