数字电流表设计.doc

设计题目数字电流表设计任务要求了解电流表工作原理。设计一个直流电流测量器，测量范围1ma-500ma,用LED数码管/LCD屏显示测量值，显示精度0.1用键盘选择测量范围实验设备及软件Proteus同组人员学号及姓名参考文献1 测控电路. 天津：天津大学出版社，2010.092 单片机原理及接口技术. 北京：北京航空航天大学出版社，2005.103 电子技术基础（模拟部分、数字部分）. 北京：高等教育出版社，2006.014 大学生电子设计与应用.北京：中国电力出版社，2007.03一、原理及方案论证1、数字电流表工作原理1.1采样电阻网络原理如下图所示，输入被测电流通过量程转换开关S1S4，流经采样电阻R1R4，由欧姆定律可知：U=I*R，因而转换输出电压为0V0.1V的电压，输出电压可再经后续放大电路放大处理。 1.2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,此时电路的差动闭环增益为Kd=1+R1/R2, U0=Kd(U1-U2); 下图即Kd=11，U0=11(U1-U2); 1.3通用A/D转换器ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、双通道 A/D 转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。ADC0832 具有以下特点： 8 位分辨率； 双通道 A/D转换； 输入输出电平与 TTL/CMOS 相兼容； 5V 电源供电时输入电压在 05V 之间； 工作频率为 250KHZ，转换时间为 32S； 一般功耗仅为 15mW； 8P、14PDIP（双列直插）、PICC 多种封装； 商用级芯片温宽为0C to +70C，工业级芯片温宽为- 40C to +85C；芯片接口说明 CS_ 片选使能，低电平芯片使能。 CH0 模拟输入通道 0，或作为 IN+/-使用。 CH1 模拟输入通道 1，或作为 IN+/-使用。 GND 芯片参考 0 电位（地）。 DI 数据信号输入，选择通道控制。 DO 数据信号输出，转换数据输出。 CLK 芯片时钟输入。 Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。 1.4 AT89C52单片机 AT89C52 是美国ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含8k bytes 的可反复擦写的只读程序存 储器（PEROM）和256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产， 与标准MCS-51 指令系统及8052 产品引脚兼容，片内置通用8 位 央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大AT89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。 主要性能参数 与MCS-51 产品指令和引脚完全兼容 8k 字节可 擦写Flash 闪速存储器 1000 次擦写周期 全静态操作：0Hz24MHz 三级加密程序存储器 256 8 字节内部RAM 32 个可编程I O 口线 3 个16 位定时计数器 8 个 断源 可编程串行UART 通道 低功耗空闲和掉电模式 功能特性概述 AT89C52 提供以下标准功能：8k 字节Flash 闪速存储器，256 字节内部RAM，32 个I O 口线，3 个16位定时计数器，一个6 向量两级 断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52 可降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM，定时计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。2、方案论证 本设计采用精密采样电阻（9欧、0.9欧、0.09欧、0.01欧），电阻精度可达0.1%可忽略；八位A/D精度为5/256（V）;因而除去放大电路增益误差及线性误差，电流表精度约为（5/256）/11，约为1.7mA；对于1000mA的总量程精度可达0.1%，因而方案可达设计要求。二、系统硬件电路的设计 系统仿真接线简图本设计中用到AT89C52单片机、八位ADC AD0832、发光二极管、六位八段显示数码管LED，通用运放 UA741 、PNP管及必要的电阻、电容元件等。系统原理方框图电路仿真简图如上图。系统方框图三、系统程序设计程序流程图如下： 系统程序流程图C语言程序如下：#include #includesegment.h#define ADC0809BASE 0x4000/ADC转换通路地址定义/*/xdata unsigned char ADCIN0 _at_ (ADC0809BASE+0);xdata unsigned char ADCIN1 _at_ (ADC0809BASE+1);xdata unsigned char ADCIN2 _at_ (ADC0809BASE+2);xdata unsigned char ADCIN3 _at_ (ADC0809BASE+3);xdata unsigned char ADCIN4 _at_ (ADC0809BASE+4);xdata unsigned char ADCIN5 _at_ (ADC0809BASE+5);xdata unsigned char ADCIN6 _at_ (ADC0809BASE+6);xdata unsigned char ADCIN7 _at_ (ADC0809BASE+7);/*启动ADC转换，并等待完成后返回转换结果*/unsigned char ADC0809_Convert(void)while(!(P3&0x04);/读取INT0的状态，等待上次转换结束,低电平表示正在转换ADCIN0 = 0;/ADCIN1 = 0;while(!(P3&0x04);/读取INT0的状态，为0则循环等待return (ADCIN0);/return (ADCIN1);unsigned chart;/*/ main()while(1)t=ADC0809_Convert();/测出AD值dianya=t*3.921;/计算 电压值1000/255if(dianya=500)dianya=500;timetoseg();Display(); #ifndef _SEGMENT_H_#define _SEGMENT_H_#include#define SEG P0 /数码管段控制口定义/*函数声明*/void SoftDelay(unsigned int count);/软件延时void Display();/浮点数数码管显示函数unsigned char display_data6;unsigned int dianya; /*数码管显示编码*/ unsigned char code ledcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,/0 1 2 3 4 5 6 70x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,/8 9 A b C d E F0x7f,0xff;/点 全灭 unsigned char code seg_position=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xc0;/数码管的位选择编码 / 1 2 3 4 5 6 全选 位数码管/*延时函数*/void SoftDelay(unsigned int count)unsigned char i;while(count-)for(i=50;i;i-);/*显示初始化，全部显示0/*浮点数数码管显示函数*/void timetoseg() display_data0 = ledcodedianya/100%10; display_data1 = ledcodedianya/10%10; display_data2 = ledcodedianya%10;display_data3 = 0xff; display_data4 = 0xff;display_data5 = 0xff;void Display()SEG =display_data0 ;P1 = seg_position5;SoftDelay(5);P1=0XFF;SEG =display_data1 ;P1 = seg_position4;SoftDelay(5);P1=0XFF;SEG =display_data2 ;P1 = seg_position3;SoftDelay(5);P1=0XFF;SEG =display_data3; ;P1 = seg_position2;SoftDelay(5);P1=0XFF;SEG =display_data4 ;P1 = seg_position1;SoftDelay(5);P1=0XFF;SEG =display_data5 ;P1 = seg_position0;SoftDelay(5);P1=0XFF;#endif设计成绩评定评分内容具体要求总分评分上机时间上机时间是否达到要求的