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1、 简易电流表简易电流表设计人员：指导老师： 摘要：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范围为 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：关键字：AD 转换器 采样 数字量 电流 引言：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
2、字电流表，使用简单，读数方便，使 用的范围愈来愈宽，关于这样的设计是有意义的。目录目录1 1 方案论证与比较方案论证与比较.41.1 采样方法方案论证.41.2 处理器的选择方案论证.41.3 周期性判别与测量方法方案论证.42 2 系统设计系统设计.52.1 总体设计.52.2 单元电路设计.52.2.1 前级阻抗匹配和放大电路设计.52.2.2 AD转换及控制模块电路设计.62.2.3 功率谱测量单元电路设计.63 3 软件设计软件设计.74 4 系统测试系统测试 .85 5 结论结论.9参考文献：参考文献：.9附 1：元器件明细表：.9附 2：仪器设备清单.9附 3：电路图图纸.10附
3、4：程序清单.111方案论证与比较方案论证与比较1.11.1 采样方法比较与选择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。1.2AD1.2AD 转换方法比较与选择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。1.31.3 显示部分比较与选择显示部分比较与选择方案
4、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2.12.1 总体设计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 05V 之间，由 ADC0809 8 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2.22.2 单元电路设
5、计单元电路设计2.2.1 单片机最小电路单片机最小电路2.2.2 放大电路设计2.2.3 AD 转换及控制模块电路设计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=P35;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
6、 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“WRRO
7、NG”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，但误差在可靠范围内。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 ，ALAN V.OPPENHEIM 著，西安：西安交通大学出 版社，1997 年；数字图像处理学 ，元秋奇著，北京：电子工业出版社，2000 年；模拟电子线路基础 ，吴运昌著，广州：华南理工大学出版社， 2004 年；数字电子技术基础 ，阎石著，北京：高等教育出版社，1997 年；数据结构与算法 ，张晓丽等著，北京：机械工业出版社，2002 年；ARM&Linux 嵌入式系统教程 ，马忠梅等著，北京：北京航空航 天大学出版社，2004 年；单片机原理及应用 ，李建忠著，西安：西安电子科技大学，2002 年；
