單片機(jī)測(cè)電壓電流

1、基于單片機(jī)的直流電壓電流檢測(cè)的設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)要求用單片機(jī)做一個(gè)電壓，電流檢測(cè)裝置。（1）電壓的圍： DC10-36V,要求精度1%以。2）電流DC 0.1-3A，要求精度1%以。3）用液晶顯示電壓，電流值4）通過(guò)按鍵可切換電壓，電流顯示。（5）每組做一個(gè)實(shí)物，實(shí)物要求用通用板焊接完成，單片機(jī)自選。二設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介：利用單片機(jī)系統(tǒng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、顯示模塊，按鍵選擇等的結(jié)合構(gòu)建直流電壓電流表。由于單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)成熟，利用單片機(jī)系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合，可以組裝出許多的應(yīng)用電路來(lái)。此方案的原理是模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片的基準(zhǔn)電壓端，被測(cè)量電壓輸入端分別輸入基準(zhǔn)電壓和被測(cè)電壓。模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換芯片通過(guò)按鍵選擇模塊將被

2、測(cè)量電壓或電流輸入端所采集到的模擬電 壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件編 程，使單片機(jī)系統(tǒng)能按規(guī)定的時(shí)序來(lái)采集這些數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一定的算法計(jì) 算出被測(cè)量電壓或電流的值。最后單片機(jī)系統(tǒng)將計(jì)算好了的被測(cè)電壓電流值按一定的時(shí)序送入顯示電路模塊加以顯示。三單片機(jī)簡(jiǎn)介及本設(shè)計(jì)單片機(jī)的選擇在這一設(shè)計(jì)中，我們涉及到了一個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)模塊一一單片機(jī)系統(tǒng)模塊， 而目前單片機(jī)的種類(lèi)是很繁多的，主要有主流的8位單片機(jī)和高性能的 32位單片機(jī)，結(jié)合本設(shè)計(jì)各方面因素，8位單片機(jī)對(duì)于本設(shè)計(jì)已經(jīng)是綽綽有余了，但將用哪一種類(lèi) 8的單片機(jī)呢。單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有一個(gè)完整

3、計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU存，總線系統(tǒng)等。而目前常用的單片機(jī)的8位有51系列單片機(jī)，AVR單片機(jī)，PIC單片機(jī)。應(yīng)用最廣的8位單片機(jī)還是in tel的51系列單片機(jī)。51系列單片機(jī) 的特點(diǎn)是：硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)，加之生產(chǎn)歷史悠久，世界有許多 芯片公司都買(mǎi)了 51的芯片核心專(zhuān)利技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上擴(kuò)充其性能，使得 芯片的運(yùn)行速度變得更快，性價(jià)比更高。AVR單片機(jī)是atmel公司推出較新的單片機(jī)，它的顯著特點(diǎn)是：高性能,低功能，高速度，指令單周期為主，但性格方面比51單片機(jī)要高。有專(zhuān)門(mén)的I/O方向寄存器。雖然有轉(zhuǎn)強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電壓，但I(xiàn)/O 口使用不比51單片機(jī)方便。PIC單片機(jī)系列是美國(guó)微芯

4、公司的產(chǎn)品，也是市面上增長(zhǎng)最快的單片 機(jī)之一，屬精簡(jiǎn)指令集單片機(jī)，其特點(diǎn)是：高速度，高性能，但在性格方 面比51單片機(jī)要高，也有專(zhuān)門(mén)的 I/O方向寄存器，I/O 口使用不比51單 片機(jī)方便。MSP430系列單片機(jī)是美國(guó)儀器（TI） 1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集（RISC）的混合信號(hào)處理器（ Mixed SignalProcessor ）。稱(chēng)之為混合信號(hào)處理器，是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，將多 個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提 供“單片”解決方案。該系列單片機(jī)多應(yīng)用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。51 系列和msp430系列有學(xué)過(guò)，

5、比較熟悉，其他的比較陌生，因此優(yōu)先 考慮51系列和msp430系列。采用TI公司的msp430f149單片機(jī)，該單片機(jī)是超低功耗的16位自帶ADC含豐富的外設(shè)。片有 12位的ADC分表率高，可滿足1%的精度要求。該單片機(jī)的工作電壓是 1.8v-3.3v 。需要電源轉(zhuǎn)換電路。 msp430f149最小系 統(tǒng)電路。將轉(zhuǎn)換電路的輸出接到 msp430f149的P6 口，該端口是ADC轉(zhuǎn)換器 的模擬輸入通道。MSP430F149自帶12位AD,無(wú)需外接AD轉(zhuǎn)換器，很方便，編程也相對(duì)簡(jiǎn) 單，但是市場(chǎng)上只有貼片芯片，焊接很困難，且價(jià)格比較貴。方案二：采用Inn tel 生產(chǎn)的89C52。采用51系列的AT

6、89C52,它是低電壓、低功耗、高性能的CMOS啦單片機(jī)，片含8KB的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器和256B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，32個(gè)I/O 口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，片振蕩器及時(shí)鐘電路，并與 MCS-51系列單片機(jī)兼容。在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)起著連接硬件電路與程序運(yùn)行 及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任務(wù)，一方面，它將A/D轉(zhuǎn)換器、顯示器和語(yǔ)音芯片等通過(guò)I/O 口地址線和數(shù)據(jù)線連接起來(lái)。芯片沒(méi)有AD轉(zhuǎn)換部分，需要外接 AD轉(zhuǎn)換-H- UL 心片。89C52我們比較熟悉，價(jià)格便宜，直插式，方便焊接，且符合實(shí)驗(yàn)要求。對(duì)比考慮下，我們選擇 51系列的89C52芯片。四模數(shù)（A/D ）轉(zhuǎn)換芯片的選擇在本設(shè)計(jì)中，模數(shù)（A/

7、D）轉(zhuǎn)換模塊是一個(gè)重要的模塊，它關(guān)系到最后 數(shù)電壓電流值的精確度。所以， A/D芯片的選擇是設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)很重要的 環(huán)節(jié)。1. 常用的A/D芯片簡(jiǎn)介常用的 A/D芯片有 AD0809, AD0832, TLC2543C等幾種。下面簡(jiǎn)單介紹 一下這三種芯片。AD0809是8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，它是由一個(gè) 8路的模擬開(kāi)關(guān)、 一個(gè)地址鎖存譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許 8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。些A/D轉(zhuǎn)換器是的特點(diǎn)是 8位精度，屬于并行口，如果輸入的模擬 量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。AD0832也是8位逐次

8、逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，可支持致命傷個(gè)單端輸入通 道和一個(gè)差分輸入通道。它易于和微處理器接口或獨(dú)立使用；可滿量程工作;可用地址邏輯多路器選通各輸入通道。TLC2543C是12位開(kāi)關(guān)電容逐次逼近 A/D轉(zhuǎn)換，每個(gè)器件有三個(gè)控制輸 入端，片選，輸入/輸出時(shí)鐘以及地址輸入端。它可以從主機(jī)高速傳輸轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)。它有高速的轉(zhuǎn)換，通用的控制能力，具有簡(jiǎn)化比率轉(zhuǎn)換，刻度以及模 擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離，耐高溫等特點(diǎn)。綜合上述幾種 A/D轉(zhuǎn)換芯片的特點(diǎn)，前兩種芯片的性能和精度都不如第 三種芯片。在本設(shè)計(jì)中，我們的目標(biāo)是設(shè)計(jì)精度1%以的高精度電壓電流測(cè)量，因此在此，我們選擇精度為12位的TLC2543芯片。2

9、. 模數(shù)（A/D）芯片TLC2543的資料綜合本設(shè)計(jì)的各方面考慮，我們選了TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。下面就介紹此芯片的各方面資料。1 L'202193184175ie615147139121O11O1234567BD NNNNN NNNN AIAIAIAIAIAIAIAIAIGrL rLTLC2543芯片的封裝引腳圖和引腳說(shuō)明如下:1fcc1EOCI/O CLOCK DATAINPUT JDATAOUT CSJREF+:REF, AIN1O AIN9引腳說(shuō)明:引腳號(hào)名稱(chēng)I/O說(shuō)明1-9，11，12AIN0-AIN10I模擬輸入端。15CSI片選端。17Data in putI串行數(shù)據(jù)

10、輸入端。16Data outO用于A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸也的3態(tài)串行輸出 端19EOCO轉(zhuǎn)換結(jié)束端10GND接地端18I/O clkI輸入/輸出時(shí)鐘端14REF+I正基準(zhǔn)電壓端13REF-I負(fù)基準(zhǔn)電壓端20VCC正電壓端各引腳的使用詳細(xì)介紹。1. AIN0-AIN10這11個(gè)模擬信號(hào)輸入由部多路選器選擇。對(duì)4.1MHZ的I/Oelk，驅(qū)動(dòng)源阻抗必須小于或等于50歐并且能夠?qū)⒛M電壓由60PF的電容來(lái)限制其斜率。2. 在CS端的一個(gè)由高低低變化將復(fù)位部計(jì)數(shù)器并控制使能data out,datain put和I/O clk 。一個(gè)由低至高的變化將在一個(gè)設(shè)置時(shí)間禁止datain put 和 I/O clk

11、.3. 串行數(shù)據(jù)輸入端data in put是一個(gè)4位的串行地址選擇下一個(gè)即將被轉(zhuǎn)換的所需的模擬輸入或測(cè)試電壓。串行數(shù)據(jù)以MSB為前導(dǎo)并在I/O clk的前4個(gè)上升沿被移入。在4個(gè)地址位被讀入地址寄存器后，I/O clk將 剩下的幾位依次輸入。4. Data out在CS為高時(shí)處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，而當(dāng)CS為低時(shí)處于激活狀態(tài)。CS旦有效，按照前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的MSB/LSB值將data out從高阻抗?fàn)?態(tài)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的邏輯電平，I/O elk 的下一個(gè)下降沿將根據(jù)下一個(gè) MSB/LSB將data out驅(qū)動(dòng)成相應(yīng)的邏輯電平，剩下的各位依次移出。5. EOC在最后的I/O elk下降沿之后，從高電平變?yōu)?/p>

12、低電平并保持低直到 轉(zhuǎn)換完成及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備傳輸。6. GND端是部電路的地回路端，除加有說(shuō)明外，所有電壓測(cè)量都相對(duì)于GND7. I/O elk 端串行輸入并完成以下四個(gè)功能：第一，在I/O elk 的前8個(gè)上升沿，它將8個(gè)輸入數(shù)據(jù)信鍵入輸入數(shù)據(jù)寄存器。在第4個(gè)上升沿之后為多路器的地址。第二，在I/O clk 的第4個(gè)下降沿，在選定的多路器的輸入端上的模擬輸入電壓開(kāi)始和電容器充電并繼續(xù)到I/O clk 的最后一個(gè)下降沿。第三，它將前一次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的其余11位移出data out端。在I/O clk的下降沿時(shí)數(shù)據(jù)變化。第四，在I/O clk的最后一個(gè)下降沿它將轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)傳送到部的狀態(tài)控制位。8.

13、REF端通常接VCC最大輸入電壓圍取決于加于本端與加于REF-端的電9. REF-端通常接地五.液晶顯示器的選擇 方案一采用1602液晶芯片1602液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16*2即32個(gè)字符。1602 液晶模塊部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名 等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。使用時(shí)直接編寫(xiě)軟件程序按一定的時(shí) 序驅(qū)動(dòng)即可。它的特點(diǎn)是顯示字跡清楚，價(jià)格相對(duì)便宜。方案二采用12864液晶芯片12864液晶也是一種工業(yè)字符型液晶，它不僅能夠顯示1602液晶所可以顯示的字符，數(shù)字等信息，而且還可

14、以顯示8*4個(gè)中文漢字和一些簡(jiǎn)單的圖片，顯示信息也非常的清楚。使用時(shí)也直接編寫(xiě)軟件程序按一定的時(shí)序驅(qū) 動(dòng)即可。不過(guò)它的價(jià)格比1602液晶貴了很多。在本設(shè)計(jì)中，我們只需要顯示最后電電壓或的數(shù)字值，綜合上面各種顯 示器件的特點(diǎn)：而點(diǎn)陣顯示器件驅(qū)動(dòng)顯示軟件程序編寫(xiě)麻煩，占用的引腳相 對(duì)也較多。也不是理解的顯示器件。所以在本設(shè)計(jì)中，我們考慮用液晶顯示 器件，雖然12864液晶比1602液晶的功能強(qiáng)，不過(guò)在價(jià)格方面卻貴了好多。 而1602液晶也足夠滿足本設(shè)計(jì)的需要。因此，在本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)我們選擇1602液晶顯示器件。2. 1602液晶的參數(shù)資料我們選擇了 1602液晶做為本設(shè)計(jì)的顯示模塊的顯示器件。以下是

15、1602 液晶的各方面參數(shù)：1接口信號(hào)說(shuō)明:編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地2VDD電源正極3VL液晶顯示偏壓信號(hào)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端5R/W讀/寫(xiě)選擇端6E使能信號(hào)8-14D0-D7Data I/O15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極2基本操作時(shí)序:1. 讀狀態(tài)：輸入： RS=O, RW=1 E=1。輸出：D0-D7為狀態(tài)字2. 寫(xiě)狀態(tài)：輸入：RS=O, RW=O D0-D7為指令碼,E為高脈沖。輸出：無(wú)3. 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=1, RW= 1 E=1。輸出：D0-D7為數(shù)據(jù)。4. 寫(xiě)數(shù)據(jù)：輸入：RS=1, RW=O D0-D7為數(shù)據(jù)，E為高脈沖。輸出：無(wú)3. 狀態(tài)字說(shuō)明STA7ST

16、A6STA5STA4STA3STA2STA1STA0STA0-6當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫(xiě)操作使能1:禁止 0 :允許4 指令的說(shuō)明。顯示模式設(shè)置指令碼功能00111000設(shè)置16*2顯示,5*7點(diǎn)陣,8位數(shù)據(jù)口顯示開(kāi)/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置指令碼功能00001DCBD=1開(kāi)顯示；D=0關(guān)顯示C=1顯示光標(biāo)；C=0不顯示關(guān)標(biāo)B=1光標(biāo)閃爍；B=0光標(biāo)不顯閃爍000001NSN=1當(dāng)讀寫(xiě)一個(gè)字條款后地址指針加 一,且光標(biāo)加一。N=0當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減 一,且光標(biāo)減一。S=1當(dāng)寫(xiě)一個(gè)安條款，整屏顯示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏幕移動(dòng)的效果。S=0當(dāng)寫(xiě)一個(gè)字符，整屏顯

17、示不移動(dòng)。數(shù)據(jù)控制:指令碼功能80H+地址碼（0-27H，40H-67H）設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針01H顯示清屏：1,數(shù)據(jù)指針清02，所有顯示清002H顯示回車(chē)：數(shù)據(jù)指針清 0六硬件總體設(shè)計(jì)：1設(shè)計(jì)方案：根據(jù)上述，我們選擇單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換芯片結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)。 使用的基本元器件是：AT89C5仲片機(jī)，TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，1602液晶顯 示器，開(kāi)關(guān)，按鍵，電容，電阻，晶振，標(biāo)準(zhǔn)電源等等。設(shè)計(jì)的基本框圖如下：七硬件電路系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)1 單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶振電路，復(fù)位電路，電源。其原理圖如下:燈2貞IS P 口 jrADI F 口 NRDZ Q* 口 FD.tfAD* IF 口 S

18、TA» FDJfirAM PD.7/AD7AJLE 口電* fj蟲(chóng)圧甲WMgpirirrsM2F3WIOFiJlPSiFIffTTP3i.*PISpssmPUSiFuaraicwF3.T/WFPET轉(zhuǎn)換電路模塊根據(jù)設(shè)計(jì)要求，要檢測(cè)直流電壓電流并顯示。直流電壓是10v-36v，電流是0.1A-3A。這些都不滿足ADC寸模擬量的要求，故要通過(guò)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后輸入到 ADC中去。轉(zhuǎn)換電路如下：U3R351kR5/I. 2-TI彳kf-F - 5v/100iAD706R6100kI1.直流電壓轉(zhuǎn)換電路該電路通過(guò)串聯(lián)兩個(gè)高精度的電阻分壓、再通過(guò)低通濾波器濾波后連接一個(gè) 電壓跟隨器。待測(cè)量進(jìn)入 A

19、DC或者單片機(jī)之前必須要濾波處理，提高抗干擾性。 若前級(jí)的電阻精度不高，導(dǎo)致被 ADC采集的數(shù)據(jù)與待測(cè)的數(shù)據(jù)有誤差，加上 ADC 轉(zhuǎn)換、顯示等的誤差，這樣就綜合誤差較大，可能不能達(dá)到百分之一的精度要求。 故這兩個(gè)電阻需要一定的精度。電阻選用精度為千分之一的精密電阻51k和4.7k。電容選擇100uf的鉭電容，運(yùn)放選擇 LM358Ur44.7K* (10V36V)/(4.7K51K)0.84V3.03V這個(gè)電壓圍滿足ADC勺要求。R7(2)R70.01U8:AR1210k2.直流電流轉(zhuǎn)換電路0.1A-3A的直流電流需要先轉(zhuǎn)換成直流電壓，通過(guò)取樣電阻轉(zhuǎn)換成小電壓信號(hào)， 取樣電阻選擇為0.01?。這

20、里轉(zhuǎn)換后的電壓由于過(guò)小，所以需要采取一些抗干 擾措施，比如在電源的引入端加電源退耦電容， 或在輸入端加低通濾波器。對(duì)于 這個(gè)小電壓信號(hào)，可采用隔離放大器 7840隔離后再將信號(hào)放大，這種放大器能 隔離放大器是一種輸入電路和輸出電路之間電氣絕緣的放大器，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行隔離,并按照一定的比例放大。在這個(gè)隔離、放大的過(guò)程中要保證輸出的信號(hào)失 真要小，線性度、精度、帶寬、隔離耐壓等參數(shù)都要達(dá)到使用要求。對(duì)被測(cè)對(duì)象 和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)予以隔離，從而提高共模抑制比，同時(shí)保護(hù)電子儀器設(shè)備和人身 安全。不過(guò)這種放大器成本比較高，這里不采用。儀表放大器是一種精密差分電壓放大器，它具有高共模抑制比、高輸入阻抗、 低噪

21、聲、低線性誤差、低失調(diào)漂移增益設(shè)置靈活和使用方便等特點(diǎn)，使其在數(shù)據(jù)采集、傳感器信號(hào)放大中使用比較多。運(yùn)放 A1, A2為同相差分輸入方式，同相 輸入可以大幅度提高電路的輸入阻抗， 減小電路對(duì)微弱輸入信號(hào)的衰減；差分輸 入可以使電路只對(duì)差模信號(hào)放大，而對(duì)共模輸入信號(hào)只起跟隨作用，使得送到后 級(jí)的差模信號(hào)與共模信號(hào)的幅值之比（即共模抑制比CMRR得到提高。這個(gè)儀表 放大器可以通過(guò)三個(gè)運(yùn)放外接一些電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。成本低又能滿足要求，故采用這 種方式。儀表放大器的放大倍數(shù)是由以上兩式可算得Uo=0.1v-3v滿足ADC的要求。若要電路的抗干擾性能更高, 還可以在兩個(gè)差分的運(yùn)放的反饋回路加高頻消燥電容。也可

22、以采用電阻來(lái)分流，將 0.1A-3A的電流分成0.1A-1A和1A-3A的兩個(gè)量 程的電流，然后通過(guò)小電阻轉(zhuǎn)換成電壓，對(duì)于小電壓信號(hào)可以采用運(yùn)放放大， 大 電壓信號(hào)經(jīng)濾波后輸入到ADC中去。由于這樣不能實(shí)時(shí)采集信號(hào)，需要更換通道， 故在這里采用儀表放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于 3A的直流電流比較大，可能會(huì)發(fā)生過(guò)流 對(duì)人和電路有損害，需要考慮加過(guò)流保護(hù)裝置。一般的過(guò)流保護(hù)采用成本比較低 的保險(xiǎn)絲，采用普通熔絲的保護(hù)電路，其過(guò)電流反應(yīng)是較遲鈍的，因而不能作為 靈敏的保護(hù)裝置。電子保護(hù)電路具有高速斷流、恢復(fù)容易的特點(diǎn)，可應(yīng)用于任何 直流電路中作過(guò)流保護(hù)裝置。這里考慮當(dāng)過(guò)流時(shí)需要切斷電路而又能快速恢復(fù)電 路使測(cè)

23、試能繼續(xù)進(jìn)行。采用電子保護(hù)電路。其電路圖如下：電子保護(hù)電路如所示。當(dāng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)K接通時(shí)，單向晶閘管SCR導(dǎo)通，直流電路 也導(dǎo)通。當(dāng)用電量增大到超過(guò)規(guī)定的允許值時(shí)，檢測(cè)電阻R1上的電壓大于0.7V時(shí)，晶體管EG導(dǎo)通，此時(shí)晶體管集電極C和基極b間的電壓下降到低于維持 電壓，BG SCF關(guān)斷，切斷供電電路。元件選擇：當(dāng)電路兩端電壓W 100V時(shí)，EG用3DD15C單向晶閘管SCF可 用6A/400V°R1的阻值是根據(jù)電源所允許的電流確定的，即Rl=0.7 / 3（3為電源允許電流）。若電路的耗電是5W,R2阻值為 0.35 Q的線繞電阻， 允許通過(guò)的電流為3A。兩個(gè)轉(zhuǎn)換電路的輸出接到 ADC

24、的模擬通道。通過(guò)按鍵選擇不同的通道來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電 壓或者電流的采集。3. A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的連接此設(shè)計(jì)中選擇的是A/D轉(zhuǎn)換芯片的通道0和1, A/D芯片的數(shù)據(jù)輸入口連接 單片機(jī)的P1.3 口，數(shù)據(jù)輸出口連接單片機(jī)的P1.4 口，芯片使能端連接單片機(jī)的 P1.5 口，脈沖端連接單片機(jī)的P1.6 口。模塊連接如下圖所示。4. 1602液晶與單片機(jī)連接此模塊液晶的RS RW和E端分別連接單片機(jī)的P2.0 , P2.1和P2.2 口；液晶的 數(shù)據(jù)各端口連接單片機(jī)的P0 口。具體如下圖所示。5. 鍵盤(pán)與單片機(jī)的連接如下該鍵盤(pán)的功能：當(dāng)鍵盤(pán)1被按下時(shí)，選擇電壓測(cè)量；當(dāng)鍵盤(pán)2被按下時(shí)，選擇電 流測(cè)量。八.

25、系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)包括以下方面：按照硬件電路對(duì)單片機(jī)位定義。編寫(xiě)延時(shí)模塊程序。編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)1602液晶顯示模塊程序編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換模塊程序。編寫(xiě)鍵盤(pán)掃描切換模塊程序。主程序的總體流程如下圖：九程序清單：1 用按鍵選擇調(diào)用子函數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)電壓電流測(cè)量的切換。按鍵一選擇電 壓測(cè)量，按鍵二選擇電流測(cè)量。#in clude<reg52.h>#in clude<stdio.h>#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intuchar code tabO="WELCOME TO USE"/

26、預(yù)定義宏uchar code tab1="PRESS KEY CHOOSE"uchar code tab2="VOLTAGE IS"uchar code tab3="V"uchar code tab4="CURRENT IS"uchar code tab5="A"long float dat;sbit rs=P2A5;/1602液晶寫(xiě)命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志,0時(shí)寫(xiě)命令sbit rw=P2A6;/1602液晶寫(xiě)入/讀出標(biāo)志,0時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)sbit ep=P2A7;sbit in put=P1A3;sbit

27、output=P1A4;sbit cs=P1A5;sbit clk=P1A2;sbit key仁卩3人2;sbit key2=P3A3;void delay(i nt z)/延時(shí)函數(shù)int x,y;for(x=z;x>0;x-) for(y=10;y>0;y-);void write_(uchar )/ 往1602液晶寫(xiě)命令函數(shù)rs=O;P0=;delay(5);ep=1;delay(5);ep=0;void write_dat(long float dat)/往 1602 液晶寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)rs=1;P0=dat;delay(5);ep=1;delay(5);ep=0;void in

28、it_1602()對(duì)1602液晶的初始化函數(shù)rs=0;rw=0;write_(0x38);顯示模式設(shè)置write_(0x0c);delay(1);write_(0x06);delay(1);write_(0x01);delay(1);write_(0x80+0x10);delay(1);void display(uchar x,uchar y,uint dat)顯示電壓值的函數(shù) ，x行y列開(kāi)始顯示uint add;uchar i,a5;switch(x)case 0:add=0x80;break;case 1:add=0x80+0x40;break;add=add+y;write_(add);

29、for(i=0;i<5;i+)ai=dat%10; dat=dat/10;write_dat(a4+0x30);write_dat(a3+0x30);write_dat('.');write_dat(a2+0x30);write_dat(a1+0x30);write_dat(a0+0x30);void display_zifu(uchar x,uchar y,uchar *str)顯示字符函數(shù)，x 行 y 列開(kāi)始顯示uint add;switch(x)case 0:add=0x80;break;case 1:add=0x80+0x40;break;add=add+y;wr

30、ite_(add);while(*str!='O')write_dat(*str);str+;uint read_AD(uchar con_way)讀取 AD轉(zhuǎn)換值操作函數(shù)uint dat=0;uchar i;cs=0;clk=0;con _way<<=4;for(i=0;i<12;i+)con _way<<=1;in put=CY;dat<<=1;if(output)dat=dat|0x01;delay(2);clk=1;delay(5);clk=0;cs=1;return dat;uint read_Vvalue()電壓的數(shù)值處理l

31、ong float dq;long float dat_V;dq=read_AD(0);dat_V=(62250*dq)/4096;dat=dat_V;return dat;uint read_Avalue()電流的數(shù)值處理long float dq;long float dat_A;dq=read_AD(1);dat_A=(5000*dq)/4096;dat=dat_A; return dat;void test()/電壓電流按鍵選擇切換子函數(shù)函數(shù) int N=50;int j;long float sum = 0;if(key1=0)delay(10);if(key1=0) in it_1

32、602();delay(10);for(j=0;j<N;j+)平均值濾波去干擾sum+=read_Vvalue();dat=(sum/N);display_zifu(0,0,tab2);display(1,5,dat); display_zifu(1,12,tab3);if(key2=0)delay(10);if(key2=0) in it_1602();delay(10);for(j=0;j<=N;j+)/平均值濾波去干擾sum+=read_Avalue();dat=(sum/N);display_zifu(0,0,tab4);display(1,5,dat);display_z

33、ifu(1,12,tab5);void mai n()主函數(shù)in it_1602();delay(10);display_zifu(O,1,tabO);display_zifu(1,0,tab1);while(1) test();2.用中斷方法實(shí)現(xiàn)電壓電流測(cè)量的切換。按鍵一外部中斷 鍵二外部中斷1選擇電流測(cè)量。0選擇電壓測(cè)量，按#in clude<reg52.h>#in clude<stdio.h>#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intuchar code tabO="WELCOME

34、 TO USE"/預(yù)定義宏uchar code tab1="PRESS KEY CHOOSE"uchar code tab2="VOLTAGE IS"uchar code tab3="V"uchar code tab4="CURRENT IS"uchar code tab5="A"long float dat;sbit rs=P2A5;/1602sbit rw=P2A6;/1602sbit ep=P2A7;sbit in put=P1A3;sbit output=P1A4;sbit c

35、s=P1A5;sbit clk=P1A2;sbit key1=P3A2;sbit key2=P3A3;void delay(i nt z)/液晶寫(xiě)命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志,0時(shí)寫(xiě)命令 液晶寫(xiě)入/讀出標(biāo)志,0時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)延時(shí)函數(shù)int x,y;for(x=z;x>0;x-) for(y=10;y>0;y-);void write_(uchar )/ 往1602液晶寫(xiě)命令函數(shù)rs=0;P0=;delay(5);ep=1;delay(5);ep=0;void write_dat(long float dat)/往 1602 液晶寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)rs=1;P0=dat;delay(5);ep=1;delay

36、(5);ep=0;void init_1602()對(duì)1602液晶的初始化函數(shù)rs=0;rw=0;write_(0x38);顯示模式設(shè)置write_(0x0c);delay(1);write_(0x06);delay(1);write_(0x01);delay(1);write_(0x80+0x10);delay(1);void display(uchar x,uchar y,uint dat)/ 顯示電壓值的函數(shù),x行y列開(kāi)始顯示uint add;switch(x)case 0:add=0x80;break;case 1:add=0x80+0x40;break;add=add+y;write_

37、(add);for(i=0;i<5;i+)ai=dat%10; dat=dat/10;write_dat(a4+0x30);write_dat(a3+0x30);write_dat('.');write_dat(a2+0x30);write_dat(a1+0x30);write_dat(a0+0x30);顯示字符函數(shù),x行y列開(kāi)始顯示void display_zifu(uchar x,uchar y,uchar *str)uint add;switch(x)case 0:add=0x80;break;case 1:add=0x80+0x40;break;add=add+y

38、;write_(add);while(*str!='O')write_dat(*str);str+;uint read_AD(uchar con_way)讀取 AD轉(zhuǎn)換值操作函數(shù)int dat=0;uchar i;cs=O;clk=O;con _way<<=4;for(i=0;i<12;i+)con _way<<=1;in put=CY;dat<<=1;if(output)dat=dat|0x01;delay(2);clk=1;delay(5);clk=0;cs=1;return dat;uint read_Vvalue()電壓數(shù)值處理函數(shù)long float dq;long float dat_V;dq=read_AD(0);dat_V=(62000*dq)/4096;dat=dat_V;return dat;uint read_Avalue(