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积分式直流数字电压表的设计

文章编号:1672-7010(2008)01-0040-04

1积分式直流数字电压表的硬件设计

本文介绍了一种基于单片机的积分式直流数字电压表,该电压表由模拟和数字两部分构成,系统框图如图1所示.模拟电路部分为被测电压信号通过自动量程选择电路,采用双积分A/D转换成数字信号.双积分A/D转换器是由OP07集成运放和LM393运算放大器组成,利用CD4066电子开关来实现自动校零和量程转换功能,其突出优点是对噪声和某些特定频率(如工频)的干扰有非常好的抑制作用,因而,非常适合在噪声和工频干扰严重的环境中[1].数字电路部分以AT89S52为核心,控制由光电耦合器6N137耦合过来的数字信号.光电耦合器能有效地抑制尖脉冲和各种噪声,使信噪比大为提高,其响应延迟时间只有10μs左右,响应速度快,实现了模拟信号与数字信号的隔离[2].最后,由6位数码管LED自动显示量程和电压值.测试结果表明,该积分式A/D数字电

压表测量误差较小,且工作稳定.

1.1双积分A/D转换器的设计

该双积分A/D数字电压表分为200mV和2V两个档位,用1位数码管LED来显示档位,另用5位数码管来显示量程0~19999,系统具有自动量程选择功能[3],具体电路如图2所示.被测信号Vi经过电压跟随器与200mV参考电压进行比较.SW0-SW2由单片机自动控制电子开关CD4066的开启,当输入电压大于200mV时,信号通过电子开关直接送到积分器积分;当小于200mV时,比较器输出低电平,信号通过运放OP07进行放大后,再送入积分器积分,从而实现量程自动转换.在工作过程中,周期性地插入“零采样期”

,并采用采样/保持技术,记忆电路的零点漂移值,然后在工作期间内用此值去抵消电路中的漂移电压,从而达到消除漂移影响,实现自动校正零点的目的[4].

积分式直流数字电压表的设计

陈仁森

(广州城市职业学院,广东广州510405)

摘要:介绍了一种基于单片机的积分式直流数字电压表的硬件实现和软件设计方法.此数字电压表采

用自动校零型双积分A/D转换器的原理,利用单片机来控制A/D转换,测试结果表明:该电压表测量误差小,工作稳定,还具备自动量程转换功能.

关键词:双积分A/D转换;光电耦合;电压测量;自动校零中图分类号:TP368.1

文献标识码:A

TheDesignofIntegralDirectCurrentDigitalVoltageMeasure

CHENRen-sen

(guangzhou,guangdong510405)

Abstract:Thehardwareandsoftwareimplementationofintegraldirectcurrentdigitalvoltagemeasure(DVM)basedonsinglechipmicrocomputerwasintroducedinthispaper.TheprincipleofDVMwasauto-revisedoubleintegralA/Dconvertor,andA/Dconvertingwascontrolledbysinglechipmicrocomputer.TestingresultshaveshownthatDVMmeasurementerrorwassmall,workingsteadily,moreover,theDVMhasthefunctionofautoswitching.

Keyword:doubleintegralA/Dconverting;photo-electricitycoupling;voltagemeasurement;autorevising

收稿日期:2007-11-13

作者简介:陈仁森(1956--),男,湖南人,硕士,副教授,主要研究方向为电子信息工程.

邵阳学院学报(自然科学版)

JournalofShaoyangUniversity(NaturalScienceEdition)

第5卷第1期2008年3月

Vol.5No.1Mar.2008