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电压采集电路的设计，尤其是针对300V至500V的电压范围时，需要综合考虑精度、稳定性、可靠性以及成本等因素。这类应用通常涉及到高压测量，比如电力系统中的直流母线电压监测或是新能源领域的光伏逆变器输出检测等。

1.选择合适的传感器与仪表：首先需选用适合高电压等级的传感器或仪表，如霍尔效应电流传感器、隔离式电压变换器等，以确保信号的安全传输和处理。这些器件通常具备良好的电气隔离特性，能够有效防止高压侧对低压电路的影响。

2.采用隔离技术：为了保证系统的安全性和可靠性，在设计过程中必须考虑实施有效的电气隔离措施。这可以通过变压器隔离、光耦合器或磁性隔离等方式实现，以避免直接接触带来的危险以及电磁干扰。

3.信号调理与转换：对于采集到的高压信号，需要经过适当的衰减和放大处理，使其适合于后续的A/D转换器进行数字量化。这一过程中应考虑到线性度、精度及噪声抑制等关键因素。

4.电路保护措施：设计中还必须包括过压保护、欠压检测以及瞬态浪涌电流防护等功能[名企]杭州体育中心鲁班奖获奖经验介绍2020，以确保整个系统在异常工作条件下能够稳定可靠地运行。

5.温度补偿与校准：由于高压环境可能会引起传感器性能变化或元件老化问题，因此通常需要加入温度补偿机制和定期的在线校准功能，来保证测量精度随时间和温度波动的稳定性。

通过上述步骤的设计与实现，可以构建出适用于300V至500V电压范围的安全、高效且可靠的电压采集电路。

2、中断实现：8259A工作方式选择及初始化

芯片简要介绍：8259A是专门为了对8086/8088进行中断控制而设计的芯片，它是可以用程序控制的中断控制器。单个的8259A能管理8级向量优先级中断。在不增加其他电路的情况下，最多可以级联成64级的向量优先级中断系统。8259A有多种工作方式，能用于各种系统。各种工作方式的设定是在初始化时通过软件进行的。 在总线控制器的控制下,8259A芯片可以处于编程状态和操作状态.编程状态是CPU使用IN或OUT指令对8259A芯片进行初始化编程的状态。

主要功能：而在本设计中，8259的主要作用是当8253延时完毕之后，让CPU响应中断，发命令给8255，接收ACD0809的电压信号。 所以，只要开通8259A的一路中断（本设计开通了IR0）即可。

工作方式选择：单片8259AA,上升沿有效,初始化时写入,IR0~IR7的中断号为08H~0FH,一般全嵌套，费缓冲方式1，正常中断结束，CPU为8088,允许IR0中断，非循环优化级方式，L2~L0无效，不设置EOI命令。

3、定时功能实现：8253的工作方式及初始化

芯片简要介绍：8253内部有三个计数器，分别成为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端GATE，另一个为输出端OUT。每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。

频率选择与计算：8253的最高工作频率为2.6MHz，而ADC的最高工作频率为100KHz（100us），所以在选择参考频率fref时，而且考虑到程序运行时的指令的时间，参考与计数器所装的数N的乘积：fref*N，应远大于100us，可取为1ms。若取参考频率fref为：2MHz,则N的取值为：十进制的500（01F4H）。

工作方式选择：工作方式2被称作速率波发生器。进入这种工作方式， OUTi输出高电平，装入计数值n后如果GATE为高电平，则立即开始计数，OUTi保持为高电平不变； 待计数值减到“1”和“0”之间， OUTi将输出宽度为一个CLKi周期的负脉冲，计数值为“0”时，自动重新装入计数初值n，实现循环计数，OUTi将输出一定频率的负脉冲序列， 其脉冲宽度固定为一个CLKi周期， 重复周期为CLKi周期的n倍。所以当每次计数完毕后，OUTi放出一个负脉冲，用于触发中断。并且由于装数N小于FFFFH，所以只要一个计数器即可。

所以，本次设计可选择计数器0，工作方式2，装数N为01F4H。

4、数码管显示及ADC的数据传输：8255的工作方式及初始化

芯片简要介绍：8255是一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口。具有24个可编程设置的I/O口,即使3组8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.它们又可分为两组12位的I/O口,A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3).A组可设置为基本的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O3种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定。

工作方式：PA口接数码管的位选，PB口接ADC0809的数据线D0~D7，PC口接数码管的位选，三个接口的工作方式均为方式0。

5、模拟电压转换为数字量：ADC0809的初始化

8路输入通道，8位A／D转换器，即分辨率为8位。 转换时间为100μs。单个＋5V电源供电，模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。

6、地址编码实现：74LS138及逻辑器件

74LS138为3—8译码器，本设计需要地址选择的器件有3个（8259A，8255，8253），所以只要一个74LS138即可。CPU的数据传输线A0~A3分别接芯片的A0~A3，CPU的A4~A6分别接74LS138的A，B，C，而其他位通过与门接74LS138的S3（S3为高电平有效）。而74LS138的输出Y0接8259A，Y1接8255，Y2接8253。从而得出器件的地址编码如下表：

7、显示功能：数码管显示

本设计通过两位数码管进行电压大小的显示，其中一位为各位，另一位为小数点后第一位。通过8255进行动态显示。

8295A初始化流程图

DATAS SEGMENT

DATA1 DB 3FH,06H,56H,66H,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH;数码管显示向量表

SUM DD 00H;数字电压的累加变量

N DB 00H;采集数据的次数

V DB 00H;显示的数字电压量

CODES SEGMENT

ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,SS:STACKS

MOV AX,DATAS

MOV DS,AX

MOV SI,OFFSET DATA1

MOV AL,13H;ICW1,单片8259A,上升沿有效,初始化时写入ICW4

OUT 10H,AL

MOV AL,08H;ICW2,IR0~IR7的中断号为08H~0FH

OUT 11H,AL

MOV AL,80H;ICW4,一般全嵌套，费缓冲方式1，正常中断结束，CPU为8088

OUT 11H,AL

MOV AL,0FEH;OCW1,允许IR0中断

OUT 11H,AL

MOV AL,00H;OCW2，非循环优化级方式，L2~L0无效，不设置EOI命令

OUT 10H,AL

CLI;关中断，填写中断向量表

MOV DI,20H

MOV AX,OFFSET INTP

STOSW;将中断服务程序首址偏移值送20H

MOV AX,SEG INTP

STOSW;将中断服务程序首址段值送20H

MOV AL,34H;选择计数器0，工作方式2，先写低8为再写高8位

MOV AL,0F4H;给低8位赋值

OUT 30H,AL

MOV AL,01H;给高8位赋值

OUT 30H,AL

MOV AL,82H;均为工作方式0，A、C口输出，B口输入

OUT 23H,AL

A: MOV DI,OFFSET SUM;把显示的数送给V

MOV DI,OFFSET V

DIV AX,100

MUL AL,50

DIV AX,256

MOV DI,OFFSET V

MOV DI,OFFSET SUM;SUM清零

MOV DI,00H

MOV DI,OFFSET N;N清零

MOV DI,00H

B: MOV DI,OFFSET N

CMP DI,100

MOV DI,OFFSET X

MOV AX,DI

MOV CX,AX*50/256; 由于显示位为两位，所以把显示的电压扩大10倍，则可以显示小数点后的一位

MOV AL,01H;选择低位段选

OUT 22H,AL

MOV AL,(BL+SI)

OUT 20H,AL;送低位数的段选

CALL DELAY;延时

电焊工程安全技术交底 MOV AL,02H;选择高位的位选

OUT 22H,AL

MOV BL,CL/10;分离高位的数

MOV AL,(BL+SI);

OUT 20H,AL;送高位数的段选

《高性能混凝土应用技术规程》cecs207：2006 CALL DELAY;延时