Схема

Логика программы

   В прерывании таймера Т0 происходит его перезапуск и вызывается функция обновления индикатора. Она гасит текущий отображаемый разряд и зажигает следующий.

Структура проекта

Проект состоит из 3-ех программных модулей.
main.c – основная программа
adc.c – функции для работы с АЦП
indicator.c – драйвер семисегментного 4-ех разрядного индикатора.

Драйвер семисегментного индикатора

//куда подключены сегменты
#define PORT_IND PORTB
#define DDR_IND DDRB

#define SEG_A 0
#define SEG_B 1
#define SEG_C 2
#define SEG_D 3
#define SEG_E 4
#define SEG_F 5
#define SEG_G 6
#define SEG_DP 7

//куда подключены упр. выводы
#define PORT_TR PORTD
#define DDR_TR DDRD

#define NUM1 0
#define NUM2 1
#define NUM3 2
#define NUM4 3


void IND_Init(void);
void IND_Output(unsigned int value, unsigned char comma);
void IND_Update(void);

Прототипы функций находятся в заголовочном файле, а их реализации  в сишном.

Функция инициализации

//количество разрядов индикатора
#define AMOUNT_NUM 4

//буфер семисегментного индикатора
unsigned char buf[AMOUNT_NUM];

void IND_Init(void)
{
  PORT_IND = 0xff;
  DDR_IND = 0xff;
 
  PORT_TR |= (1<<NUM1)|(1<<NUM2)|(1<<NUM3)|(1<<NUM4);
  DDR_TR |= (1<<NUM1)|(1<<NUM2)|(1<<NUM3)|(1<<NUM4);

  for(unsigned char i = 0; i < AMOUNT_NUM; i++) buf[i] = 0;
}

Функция преобразования

//массив для преобразования десятичных чисел в коды индикатора
unsigned char number[] =
{
  (1<<SEG_A)|(1<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(1<<SEG_D)|(1<<SEG_E)|(1<<SEG_F)|(0<<SEG_G), //0
  (0<<SEG_A)|(1<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(0<<SEG_D)|(0<<SEG_E)|(0<<SEG_F)|(0<<SEG_G), //1
  (1<<SEG_A)|(1<<SEG_B)|(0<<SEG_C)|(1<<SEG_D)|(1<<SEG_E)|(0<<SEG_F)|(1<<SEG_G), //2
  (1<<SEG_A)|(1<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(1<<SEG_D)|(0<<SEG_E)|(0<<SEG_F)|(1<<SEG_G), //3   
  (0<<SEG_A)|(1<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(0<<SEG_D)|(0<<SEG_E)|(1<<SEG_F)|(1<<SEG_G), //4
  (1<<SEG_A)|(0<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(1<<SEG_D)|(0<<SEG_E)|(1<<SEG_F)|(1<<SEG_G), //5
  (1<<SEG_A)|(0<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(1<<SEG_D)|(1<<SEG_E)|(1<<SEG_F)|(1<<SEG_G), //6
  (1<<SEG_A)|(1<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(0<<SEG_D)|(0<<SEG_E)|(0<<SEG_F)|(0<<SEG_G), //7
  (1<<SEG_A)|(1<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(1<<SEG_D)|(1<<SEG_E)|(1<<SEG_F)|(1<<SEG_G), //8
  (1<<SEG_A)|(1<<SEG_B)|(1<<SEG_C)|(1<<SEG_D)|(0<<SEG_E)|(1<<SEG_F)|(1<<SEG_G)  //9
};

void IND_Output(unsigned int value, unsigned char comma)
{
  unsigned char tmp;
  for(unsigned char i = 0; i < AMOUNT_NUM; i++){
    tmp = value % 10;
    buf[i] = number[tmp];
    value = value/10;
  }

  if (comma < AMOUNT_NUM) {
    buf[comma] |= 1<<(SEG_DP);
  }
    
}


Для ясности небольшой пример.Возьмем число 123.

Первое выполнение цикла for  - i = 0
tmp = value % 10 = 123 % 10 = 3
buf[0] = number[3]
value = value/10 = 123/10 = 12

Второе выполнение цикла for  - i = 1
tmp = value % 10 = 12 % 10 = 2
buf[1] = number[2]
value = value/10 = 12/10 = 1

Третье  выполнение цикла for  - i = 2
tmp = value % 10 = 1 % 10 = 1
buf[2] = number[1]
value = value/10 = 1/10 = 0

Четвертое (последнее) выполнение цикла for  - i = 3
tmp = value % 10 = 0 % 10 = 0
buf[3] = number[0]
value = value/10 = 0/10 = 0

Функция обновления индикатора

//макросы для настройки драйвера индикатора под другую схему
#define LightOutAll()  PORT_TR &= ~((1<<NUM1)|(1<<NUM2)|(1<<NUM3)|(1<<NUM4))
#define BurnDigit(port, digit) port |= (1<<digit) 
#define ValueBuf() buf[count]

void IND_Update(void)
{
  static unsigned char count = 0;
 
  //гасим все разряды
  PORT_IND = 0;
  LightOutAll();

  //зажигаем соответствующий разряд
  if (count == 0) BurnDigit(PORT_TR, NUM1);
  else if (count == 1) BurnDigit(PORT_TR, NUM2);
  else if (count == 2) BurnDigit(PORT_TR, NUM3);
  else BurnDigit(PORT_TR, NUM4);
 
  //выводим код цифры в порт
  PORT_IND = ValueBuf();
 
  count++;
  if (count == AMOUNT_NUM) count = 0;
}


индикатор с общим катодом подключенный напрямую к микроконтроллеру
#define LightOutAll()  PORT_TR |= (1<<NUM1)|(1<<NUM2)|(1<<NUM3)|(1<<NUM4)
#define BurnDigit(port, digit) port &= ~(1<<digit)  
#define ValueBuf() buf[count]

индикатор с общим катодом подключенный к микроконтроллеру с помощью транзисторов
#define LightOutAll()  PORT_TR &= ~((1<<NUM1)|(1<<NUM2)|(1<<NUM3)|(1<<NUM4))
#define BurnDigit(port, digit) port |= (1<<digit)  
#define ValueBuf() buf[count]

индикатор с общим анодом подключенный напрямую к микроконтроллеру
#define LightOutAll()  PORT_TR &= ~((1<<NUM1)|(1<<NUM2)|(1<<NUM3)|(1<<NUM4))
#define BurnDigit(port, digit) port |= (1<<digit)  
#define ValueBuf() ~buf[count]

индикатор с общим анодом подключенный к микроконтроллеру с помощью транзисторов
#define LightOutAll()  PORT_TR |= (1<<NUM1)|(1<<NUM2)|(1<<NUM3)|(1<<NUM4)
#define BurnDigit(port, digit) port &= ~(1<<digit)  
#define ValueBuf() ~buf[count]

Полный текст драйвера светодиодного семисегментного индикатора

Indicator.h
Indicator.c

Как вычисляется напряжение

Uadc = Uin*R14/(R14 + R15) = 30В*82 /(82 + 910) = 2,48 В

Чтобы вычислить напряжение на входе вольтметра нужно результат преобразования АЦП пересчитать в напряжение и домножить на коэффициент

(R14 + R15)/R14 = 992/82

Напряжение на входе АЦП - Uadc вычисляется по формуле:

Uadc = value * 2,56/(2^n – 1),

 где n – разрядность АЦП, value – цифровое значение напряжения

Отсюда напряжение на входе вольтметра будет равно:

Uin = (value * 2,56 * 992)/(82 * 1023) = (value * 30,96)/1023

Чтобы не связываться с типом float и при этом иметь возможность вычислять напряжение с точностью до 2-ух знаков после запятой, числитель этой формулы я домножил на 100

Uin = (value * 3096)/1023

Тест вольтметра

Файлы

IAR.Вольтметр на микроконтроллере
WinAvr.Вольтметр на микроконтроллере
CodeVision.Вольтметр на микроконтроллере
Проект для Proteus`a.Вольтметр на микроконтроллере