1、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：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，使用的范围愈来愈宽，关
2、于这样的设计是有意义的。目录1 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 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 软件设计 74 系统测试 85 结论 9参考文献：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 4：程序清单 111 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
3、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
4、 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 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。2.2 单元电路设计2.2.1 单片机最小电路总体设计框架图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
5、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 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
6、 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，
7、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；
