1、设计需求

以51单片机和A/D转换器为核心、以LCD1602位显示，设计一个可以自动选择档位的多档位直流电压测量电路。可测电压范围0V—500V。电压量程范围: 2V, 20V, 200V 和500V，共四个档位，可判断出电压范围并用继电器实现档位自动切换。

2、设计思路及方案

（1）数模转换电路

数模转换电路有ADC0808构成，ADC0808是CMOS器件，不仅包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D换。

①IN0～IN7——8路模拟输入，通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路，分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2。

②D7～D0——A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。

③VR(+)、VR(-)——正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。在单极性输入时，VR(+)=5V，VR(-)=0V；双极性输入时，VR(+)、VR(-)分别接正、负极性的参考电压

④ALE——地址锁存允许信号，高电平有效。当此信号有效时，A、B、C三位地址信号被锁存，译码选通对应模拟通道。在使用时，该信号和START信号连在一起，以便同时锁存通道地址和启动A/D转换。

⑤START——A/D转换启动信号，正脉冲有效。加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿开始A/D转换。如正在进行转换时又接到新的启动脉冲，则原来的转换进程被中止，重新从头开始转换。

⑥EOC——转换结束信号，高电平有效。该信号在A/D转换过程中为低电平，其余时间为高电平。该信号可作为被CPU查询的状态信号。该信号接P3.0查询转换是否结束。

⑦OE——输出允许信号，高电平有效。当微处理器送出该信号时，ADC0808/0809的输出三态门被打开，使转换结果通过数据总线被读走。

（2）分压电路

由于待测电压范围不确定，高的可达500v，而AD只能参考输入为+-5V，考虑安全因素，所以不能把电压直接送给ADC0808。对于未知信号Vx，经电阻分压衰减后送入AD转换器。在处理数据时候，分别对转换结果乘以1,10和100，即可还原真实值。

（3）大电压衰减测量：

经单片机判断后，需对AD0808 的ABC引脚进行操作，选择通道输入。

对于0—2V信号，选择IN0通道作为输入

对于2—20V电路，选择IN1通道作为输入

对于20—200V电路，选择IN2通道作为输入

对于大于200V则选择IN3通道作为输入

输入信号经过以上比较器，可以大致划分为：0—2V、2—20V、20V—200V、200V以上等三个范围，即可以组成1档、10档、100档、1000档四个档位，将比较器的结果输入到单片机中，进行判断处理。

比较器输出为：①A=0、B=0、C=0可知电压范围为0—2V。

②A=0、B=0、C=1可知电压范围为2—20V。③：A=0、B=1、C=1可知电压范围为20—200V。④：A=1、B=1、C=1可知电压范围为大于200V。