基于AD574转换器的高精度数字电压表设计方案

AD574A是单片高速12位逐次比较型A/D转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，其主要功能特性如下：分辨率：12位 
非线性误差：小于±1/2LBS或±1LBS 转换速率：25us  模拟电压输入范围：0—10V和0—20V，0—±5V和0—±10V两档四种  电源电压：±15V和5V  数据输出格式：12位/8位 

芯片工作模式：全速工作模式和单一工作模式

我们利用AD574与ATMEL公司的低价高性能单片机AT89C2051组成一个高精度的数字电压表，电原理图如图1，AD574是12位逐次比较型A/D转换器，共有12根数据线，AT89C2051的P1与AD574的高8位数据线直接相接，AD574的低4位数据线与单片机的高半4位P1.4——P1.7直接相接，数据的读取是依靠单片机的控制线进行分时选通进行。P3.5接AD574的字节短周期控制线(A0)，P3.4接读转换数据控制脚()，P3.7直接与工作状态指示端(STS)相连，这样的结构决定只能是8位输出形式，故数据模式选择端直接接地即可。AT89C2051只有15根I/O口线，上述用了11根，只余下4根口线，我们将输出的数据通过单片机的串行口输出，外接一片74LS164(串入并出)译码器进行扩展，同时显示的数据为4位，剩下的2根口线仍不能满足要求，还需要一片74LS138三——八译码器对显示LED进行地址选通。

　　这里我们采用10V量程的输入模式，故AD574的Pin13为被测电压的输入端，因为只使用了一片AD574转换芯片，所以CS端直接接地即可。转换器使用±12V电源电压供电，工作电压为+5V。

　　74LS164为串入并出译码器，AT89C2051通过串行口输出的BCD串行码经74LS164译码输出为七段BCD码，直接与LED的a——g相连，同时四位LED的数据线都一一对应连接在一起。LED数码管选用共阳型，74LS138输出的地址码经一个三极管2SA1015(PNP)接LED的公共端，四位LED的显示是通过地址线进行分时选通的，这就是我们常用的动态扫描显示方式。

　　值得一提的是，动态扫描显示方式中，动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED将出现闪烁现象。如频率太高，由于每个LED点亮的时间太短，LED的亮度太低，肉眼无法看清，所以一般均取10ms左右为宜，这就要求在编写程序时，选通某一位LED使其点亮并保持一定的时间，程序上常采用的是调用延时子程序。在C51指令中，延时子程序是相当简单的，并且延时时间也很容易更改。