Вольтметр на AT89C2051

Автор: Neutron
Опубликовано 16.01.2018
Создано при помощи КотоРед.

Всех приветствую!

Появилась задача сделать простой вольтметр сетевого напряжения с цифровой индикацией, решил попробовать сделать на основе микроконтроллера AT89C2051, так как было у меня несколько старых устройств в основе которых был этот микроконтроллер и обвязка для 4 разрядного 7 сегментного LED индикатора. Применение более новых микроконтроллеров с поддержкой АЦП посчитал не оправданной, да и зачем добру пропадать. 

 Сначала хотел сделать вольтметр на основе заряда конденсатора:

 Но после изучения дата шита пришлось отказаться от данной затеи, так как в микроконтроллере отсутствовало прерывание по компаратору. 

Второе решение которое я нашёл в интернете это было сигма-дельта АЦП. Оно чудесно вписывалось в данный микроконтроллер, но занимает почти весь вычислительный потенциал данного старичка.

В двух словах: происходит зарядка разрядка конденсатора на основе статуса однобитного АЦП в роли которого выступает компаратор. Если напряжение на конденсаторе стало ниже входного то заряжаем, если выше разряжаем, попутно суммируем за определенное количество тактов сколько было зарядок. Вот эта сумма и есть дискретное значение нашего АЦП.

Простая схема сигма-дельта АЦП:

Просто не правда ли?

Ну и для вывода нам понадобится индикатор на сдвиговых регистрах 74HC595 (блок схема, отсутствуют сопротивления и транзисторы)

 Вот и все. На вход Vin подаете измеряемое напряжение конечно же защитив от превышения напряжения. На индикаторе получаете значение АЦП.

Частота кварца 22MHz, одно 13 битное измерение занимает 230 ms, затем оно приводится к 9 битному путем усреднения и выводится на экран. То есть на экран выводятся цифры от 0 до 511.

P.S. На счет тепловой стабильности: при нагреве феном конденсатора и сопротивления до 60С показания индикатора не изменились.

Спасибо за внимание.

Используемые материалы:

1. Техническая спецификация AT89C2051
2. Сигма-дельта АЦП
3. Милливольтметр сигма-дельта типа на MSP430F11x1

Файлы:
Прошивка AT89C2051
Проект Proteus и исходный код на Си

Все вопросы в Форум.