基于单片机的高精度直流电流表的设计与实现

第二章 总体方案设计2。1 数字电流表的工作原理用单片机及其扩展的外部电路先做成一个理想电压表[3］，图 1 中用 G 表示。由于通常所说的电流表是指灵敏电流计其量程太小,不能直接测量电流，仅用于检测有无电流和电流的方向，所以要想得到一个有多量程或量程较大的电流表需要将一个理想电压表改装而成。本设计是用一个内阻视为无穷大的电压表并联分流电阻而成的数字电流表。待测电流 I 随搬动开关 K 的位置而流过 R1 或 R2,因而本电流表的两个量程就取决于 G 的满量程电压和 R1、R2 的阻值,记 G 的满量程电压为 Ug，根据欧姆定律 Ug=RgIg，若 Ug 和 Rg 已知则 Ig 就是电流表的满量程电流.2.2 方案比较及方案选择方案一：选用内置 AD 转换器的单片机如 MSP430 系列作为核心处理器,实现本设计的需求,此方案的好处在于，所需芯片、外围电路较少，但对程序要求比较高。 单片机 MSP430信号输入信号放大显示方案二：方案二是选用 ADC0809 为转换芯片和单片机组成的系统,ADC0809 是采样频率为 8 位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个 8 通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通 8 路模拟输入信号中的一个进行 A/D 转换,它的输出为并行输出。且功耗低，工作温度范围广转换时间较快为 100us,具有转换起停控制端.2.3 方案选择通过比较两种方案，采纳方案二 ADC0809 转换芯片来完成本次设计，他功耗低,模拟输入电压范围 0～＋5V，不需零点和满刻度校准,换时间快，具有转换起停控制端，且并行输出单片机引脚也够，所以本次设计采纳方案二. 2.4 功能要求1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作2、能测 0—-20mA 电流，至少能达 0.1％的精度3、要求掌握 I/V 信号转换，A/D 转换器的使用和数据采集系统的设计4、电流表能数字显示，且由单片机处理采集数据并驱动 LED 显示2.5 计思路1、根据设计要求，选择 STC89C52 单片机作为核心控制器件. 2、A/D 转换采纳 ADC0809。与单片机的接口为 P1 口的高四位引脚。 3、采纳数码管显示。4、又 P0 口输出显示数据 。 MCUSTC89C52 单片机A/D 转换信号输入档位选择数码管显示信号放大第三章 单元模块设计3.1 各单元模块功能介绍及电路设计3.1。1 高共模抑制比放大电路如下图，由双运放组成的同相输入高共模抑制比放大电路,其闭环输出可表示为:为 使 共 模 输 入 为0,可令R1/R2=R4/R3，此时电路的差...