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电子信息工程
班级
06041812
学号
06041416
学生姓名
陈晓峰
指导教师
刘公致
完成日期
2010年6月
摘要
该系统以德州仪器公司的16位单片机MSP430F169为核心,以电压、电流、电阻、频率等相应外围模块为主要电路,构成了一个多功能电参数测量系统。
该系统主要包括单片机模块、按键输入模块、液晶显示模块、电压测量模块,电流测量模块、电阻测量模块、频率测量模块。
电压的测量由单片机内部的12位A/D直接采样实现。
电流的测量主要由电流传感器INA193和精密电阻完成。
电流串联流入精密电阻(为0.5欧姆),得到的差分电压由电流传感器放大,输出电压再经一级放大器20倍放大,并由16位A/D芯片ADS1110测量出该电压,从而可换算出实际电流的大小。
电阻测量通过分压的方法实现,将其与一个标准电阻串联,并采样分压的大小,来换算实际电阻值。
频率测量的方法是,将正弦波放大并经过比较器转换为幅值为5Vpp的方波,然后通过单片机的计数器计数从而间接测量出正弦波的频率。
各路测试都通过软件自动调档,从而使系统更加智能化。
关键词:
单片机;
电压;
电流;
电阻;
频率;
A/D转换
1引言
当今世界,电子信息技术以极快的速度在发展,各种各样的电子产品在我们的日常生活中都变得必不可少。
比如手机、相机、MP3、机顶盒等等。
这些产品的设计开发,当然少不了最基础的测量仪表——数字万用表。
因为设计每一个电子产品要关心的硬件参数无非是电阻、电压、电流、频率等等,就算是电容、电感也是通过转换为电压或频率来测量。
因此,即使电子产品的发展日新月异,数字万用表在电子技术中的最基础地位仍然不可替代。
。
2系统总体设计
本系统的整体框图如图1所示。
它包括电阻测量电路、电压测量电路、电流测量电路、频率测量电路、单片机处理及显示电路。
图1系统框图
3硬件电路设计
3.1电阻测量模块电路设计
该模块的电路如图2所示:
图2电阻测量电路
电阻测量的基本思想是分压电路。
图中,U1用来提供基准电压,本次设计选用的基准电压是3.3V。
所用的稳压芯片为LM1117-3.3。
图中U2、U4、U5、U6、U7为继电器。
当继电器的1脚位高电平时,继电器导通。
这里选用继电器来做开关的目的是为了自动切换量程。
R1、R2、R3、R4、R5为基准电阻。
P1端用来接入待测电阻。
P1的1脚为分得的电压,该电压经由运放构成的电压跟随器[10],再输出。
也就是“RES”。
3.2电流测量模块电路设计
3.3频率测量模块电路设计
4软件设计
软件总体设计
图3主程序流程图
需对流程图说明。
5制作与调试
5.1硬件电路的布线与焊接
5.2调试
5.3实测及误差分析
6结论及建议
参考文献
[1]李广弟,朱月秀,王秀山.单片机基础[M].北京:
北京航空航天大学出版社.2001,3:
35-40
[2]张杰,姚剑.便携式万用表制作[J].工业仪表与自动化装置,2003,1:
63-66
[3]TexasInstruments.opa691datasheet[EB/OL].
附录
附录1:
实物照片
附录2:
原理图
附录3:
源程序
/**************************************************************
*工程名:
多功能电参数测量系统*
*Copyright(c)2010,*
*(AllRightsReserved)*
**
*文件名:
main.c*
*日期:
2010-5-20*
*作者:
陈晓峰*
***************************************************************/
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