简易电流表的设计.docx

简易电流表的设计.docx

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简易电流表的设计

简易电流表

设计人员：

指导老师：

摘要：

直流电流表测量，通过AD转换，对电流采样，把模拟量转换成数字量，然后通过电片机的控制把电流值通过LCD对进行显示。

该系统能够精确测量的直流电流值X围为10mA~1A，分辨力分为10mA和1A两档。

这个系统由采样电路,AD转换电路和显示电路三部分组成.

关键字：

AD转换器采样数字量电流

引言：

随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现，特别是单片机的出现，正引起测量，控制仪表领域新的技术革命。

所以采用单片机设计的数字式测量仪表已经迎合拉社会的要求和发展。

这次设计的是以单片机直流数字电流表，使用简单，读数方便，使用的X围愈来愈宽，关于这样的设计是有意义的。

1方案论证与比较

1.1采样方法比较与选择

方案一：

固定放大倍数，使用多个采样电阻采样。

方案二、固定采样电阻，使用多个电阻放大不同倍数。

分析：

采样电阻应该尽量的小，无论是怎么安排电流表的分辨力，都把改变采样电阻，以免影响整个采样电路和结果，所以选择方案二。

1.2AD转换方法比较与选择

本次制作采用ADC0809，ADC0809是8路模拟中的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及形影的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100us左右。

1.3显示部分比较与选择

方案一：

采用八位共阳极led数码管进行显示。

方案二：

采用采用点阵字符型LCD液晶显示。

论证：

方案一八位共阳极led数码管显示时钟占用的电路板空间大且不能显示字符，会让人产生疑惑不能准确的分辨时钟的时分秒。

点阵字符型LCD液晶显示，可以显示阿拉伯数字和字符，能工作在低电压环境下，显示内容丰富，直观。

所以选择方案二。

2系统设计

2.1总体设计

信号经过一个由运放和跟随组成的采样电路，把电压放大到0~5V之间，由ADC08098路模拟中的一路进行采集，把模拟量转换成数字量送入单片机进行处理，转换，最终输出电流量进行显示。

总体设计框架图

2.2单元电路设计

2.2.1单片机最小电路

2.2.2放大电路设计

2.2.3AD转换及控制模块电路设计

采用8位AD转换器ADS7819进行转换，将转换的数据送32位控制器进行处理。

3软件设计

3.1软件执行概述

芯片STC89C52RC为主控中心，由芯片接收信号，发送信号对整个系统进行控制，我们在单片机中定义dang=P3^5;作为对继电器的控制。

初始话档在二档，dang=1;当成程序进行后，改变电阻，且单片机对AD0809提供相应的时序，使AD0809开始正常工作将模拟量转换为数字量，转换后的数字在单片机中进行判断，中间变量为i,进入判断式1，若此时j=1,代表此时电流在次档最下值之下，dang=0,AD0809重新转换，此时进入单片机重新判断，现在进入表达式2，若j=1,将输入结果在LCD中显示，若j=0,dang=1,重新读AD0809，再判断；若dang=1，j=2，将AD0809转换量在LCD中显示。

若开始时，dang=0，送入量i进入表达式2，若j=1,将AD0809转换量在LCD中显示，若j=2,将dang=1，重新读AD0809转换量，再进入表达式2，此时j=2，将AD0809转换量在LCD中显示；若j=0或3，LCD显示“WRRONG”表示超出量程！

循环判断！

3.2主控制芯片为STC89C52RC测量探头和放大器实现,由于处理器速度较快,所以采用c语言编程方便简单.软件流程图如下：

4系统测试

4.1电流测量

电流表的值

LCD显示的值

电流差

误差

结果分析：

在电路放大过程中存在误差，在将模拟信号转变为数字信号时产生误差，转换后的数字信号在单片机内部转换时又存在误差，但误差在可靠X围内。

5结论

由于系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定，较好地达到了题目要求的各项指标。

参考文献：

《信号与系统》，ALANV.OPPENHEIM著，XX：

XX交通大学，1997年；

《数字图像处理学》，元秋奇著，：

电子工业，2000年；

《模拟电子线路基础》，吴运昌著，XX：

华南理工大学，2004年；

《数字电子技术基础》，阎石著，：

高等教育，1997年；

《数据结构与算法》，X晓丽等著，：

机械工业，2002年；

《ARM&Linux嵌入式系统教程》，马忠梅等著，：

航空航天大学，2004年；

《单片机原理及应用》，李建忠著，XX：

XX电子科技大学，2002年；