基于LPC2131的数字电压表的设计
引言
随着电子科学技术不断发展，电子测量也变得越来越普遍，并且对测量的精度和功能的要求也是越来越高，而电压的测量尤为突出，因为电压的测量最为普遍。而且随着电子技术的日益发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。
数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流或交流输入电压）转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。由于数字是仪表具有读书准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速度快等特点而倍受青睐[1]。
这款数字电压表采用微控制器作为测量仪器的主控制器，采用具有中文字库的LCD 显示器，设计具有10 位分辨率，100Hz 的采样频率，并可以与显示器之间进行通信的电压测量系统。这种以微控制器为主体的新型智能仪表将微控制器技术与测量控制技术结合在一起，所以这种类型的数字电压表无论在功能还是实际应用上，都具有传统电压表无法比拟的特点。
1 系统概述
数字电压表主要由模数转换电路、程序控制电路、显示电路三部分组成。其中LPC2131自带的10 位ADC 作为转换电路，将输入的模拟信号进行采样、转换、然后将转换的数字信号送入MCU 进行处理，得出测量结果送入显示电路进行显示。
2 系统组成框图
数字电压表组成框所示.
3 硬件电路原理图
LPC2131 微控制器是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32 位ARM7TDMI-SiCPU，128 位宽度的存储器接口和独特加速结构使32 位代码能够在最大时钟速率下运行而性能的损失却很小，超小LQFP64 封装，内带8 路10 位的A/D 转换器，每个通道的转换时间低至2.44 微秒[2] [3]，低功耗模式适用于手持设备。
FYD12864[4]是一种具有4 位/8 位并行、2 线或3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置819216*16点汉字，和128 个16*8 点ASCII 字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4 行16×16 点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的.图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
LCD 模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令和扩充指令由RE 控制，在接受指令前，微处理器必须先确认其内部处于非忙碌状态，如果在发送一个指令前并不检查BF 标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延长一段较长的时间，即等待起一指令确定执行完成。
该系统主要实现对电压的测量，经测试端输入的电压，分压采样后送到LPC2131 程序处理，组后将测量结果在FYD12864LCD 显示器显示，由于ADC 本身的输入范围的限制，我们这里输入信号最大值为+3.3V，采样率达到100Hz,精度高于0.9%，在实际应用中，可以增加前级信号调理电路使输入信号的范围扩大。
4 系统软件
根据设计要求，结合硬件原理图与FYD12864 的使用手册，为采样频率达到100Hz,把电压测量结果直观显示出来，软件程序流程图[5]所示。
5 结论
本文给出了基于LPC2131 控制器的数字电压表的硬件原理图及其部分软件编程，通过FYD1286LCD 显示测量结果，展现了以软件取代硬件并能提高系统性能的微控制技术。随着微控制器应用的推广，微控制器技术将不断发展完善。
[参考文献] (References)
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[3] 周立功等.深入浅出ARM7——LPC213X/214X(上册)[M].北京:北京航空航天大学出版社，2006.
[4] 李敏，孟臣. FYD12864 液晶中文显示模块[OL]. [2012.3].
[5] 周启海.C 语言程序设计教程[M].北京:机械工业出版社,2004.
[6] 谢兴红，林凡强，吴雄英.基于FYD12864LCD的数字电压表设计[OL].[2012.3].
[7] 马忠梅，籍顺心等.单片机的C 语言应用程序设计[M].第四版.北京:北京航空航天大学出版社，
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