单片机典型案例开发(五)

2020-10-14 20:25字体:
  

  正在电途测试历程中每每会曰镪因为忽视某些小电阻的影响惹起尝试数据与外面值之间存正在较大偏差,从而影响测试后果。比方电感器、变压器中往往存正在铜电阻,地铁铁轨的电阻;因为其数值较小,通常的指针万用外无法衡量出来;时时尝试室里会用电桥举行衡量,但电桥操作手续较烦,又不行直接读出被测电阻阻值。鉴于此,咱们采用了的上风计划了该衡量仪。该衡量仪可直接从LCD显示屏上读出所测得的电阻值,衡量局限为10~2.9999k,同时可能把测试的数据举行积蓄,然后经串行口送入上位机,通过上位机的庞大效用,可能对所测得的数据举行解析、经管。该测试仪的衡量精度高达0.1%,并采用四端衡量法,电阻值不受引线是非及接触电阻的影响。不单衡量简捷,读数直观,且衡量精度、分辩率也高于通常电桥。可用于尝试室、考虑所,特别实用于作事现场。

  如上图本机的根本道理是采用正在被测电阻上通过已知的恒定电流,取出被测电阻上的压降,经放大器放大转换为0~3V直流电压,然后送入C8051F005A/D转换的输入端,经单片机经管,结尾源委液晶显示器直接显示电阻阻值。

  因为要实行对细微电阻的衡量,于是央求放大器的分辩率高(热潮达10V),线性度好,输入阻抗高,并央求漂移低、压抑噪声和抗搅扰才气强,为此咱们计划了如图2中信号经管电途所示的差动放大器。此放大器由运放A1、A2构成第一级差分式电途,A3构成第二级差分式电途,R3、R4、RW构成反应收集,引入了深度电压串联负反应,故有较高的输入阻抗,且A1、A2都选同相端行动输入端,则它们的共模输出电压和漂移电压也都相当,再源委A3构成的差分式电途,可能相互抵消,故它有很强的共模压抑才气和较小的输出漂移电压;A4是电压反向扈从器,其用意是使前后级分开。解析此电途可得下列方程。

  从(3)式知输出电压U4与被测电阻RX成正比。放大器的倍数由R3、R4、RW而定,因为A/D转换器的输入电压为0~3V,本仪器筑设放大器的放大倍数为10倍,正在U4端获得0~3V的直流电压。为了确保放大器的分辩率和牢固性,除上述电途自身利益外,集成运放A1、A2、A3选用了高精度、低噪声、低漂移的max495,反应岔途的电阻均选用高精度、低温度系数的稹密电阻,其余还选用了极少屏障举措有用地压抑了噪声和搅扰。测试时被测电阻与测试仪器间采用四端接线输出,衡量时用四根专用导线与被测电阻Rx相连,当被测电阻较小时,为了避免导线电阻和接触电阻的影响,四根相连导线要做到特征划一、阻抗无别,如此就可能排斥导线电阻和接触电阻的影响。

  该仪器的主题部门是可以实行百般效用的电途板,它采用了CYGNAL公司的C8051Fxxx型单片机C8051F005。该编制闭键网罗电源电途、信号搜集电途、信号放大电途、液晶驱动及显示电途、串行通信电途、编制复位电途和C8051F005单片机编制电途(网罗模数转换电途)。编制各部门的详明电途如图2所示。

  ADC12是12位精度的A/D转换模块,带有采样保留效用,具有高速、通用的特征。它有8个外部信号采样通道和4个内部通道。由差动放大器输出的信号由通道0输入单片机,A/D转换的时钟、转换形式和参考电压源都可能由用户用软件筑设。

  因为该单片机内部集成了浩瀚的外围模块,不单使电途的计划变得方便,还可能大大缩小电途板的尺寸。其余,正在电途板上预留一个JTAG接口,再配以一个普遍的PC机,就可能很轻易地实行编制软件的调试。

  C8051F005单片机内部集成了两个通用串行同步/异步模块USART0和USART1,均支撑两种分歧的串行契约,即;通用异步契约(UART契约)和同步契约(SPI契约)。本电途采用UART契约,再通过一个RS232接口芯片MAX3221E与PC机通信。

  MAX3221E是作事电压为+3.0~+5.5V、仅需1A的需要电流且具有自愿合上效用的单途RS-232收发器。C8051F005单片机的一大特征便是低功耗,它有众种功耗状况可能编程节制。MAX3221E也是具有低功耗特征的接口器件,通过EN、FORCEON、FORCEOFF引脚可能节制驱动器、吸取器的作事状况,启动或禁止自愿下降功耗效用,从而使其作事正在分歧的能耗状况,到达下降功耗的目标。

  本编制采用电池供电,如此既可能保留编制运转的牢固牢靠又可便于正在尝试室以外的境遇下运用。

  LCD显示选用型号为SMS0501C段码显示驱动器。该液晶显示器的接口格式为二线式串行接口,显示格式为反射式正显示,作事电压为2.7V~5.5V。

  除了以上几个闭键的电途外,编制又有电源欠压检测电途和编制复位电途等。电源欠压检测电途采用的是C8051F005单片机内部集成的模仿斗劲器来实行。编制复位电途采用按钮复位步地,应用电容的充放电对单片机举行准确复位。当按钮被按下时,C8051F005单片机的RST引脚即为低电平,只须这个低电平保留2个机械周期以上,单片机即可准确复位。

  本编制的软件计划采用模块化计划的本领,全面步调网罗主步调、数据搜集步调、数据经管步调、串行通信步调、守时器终了步调、LCD显示步调。一共的步调均采用C措辞编写,可能很轻易地调试和下载步调代码。限于篇幅,本文只给出主步调的流程图,如图3所示。

  编制的主步调闭键结束C8051F005单片机编制的初始化、筑设编制时钟和终了字,挪用键盘经管步调,按照分歧的按键转入相应的任职步调,结束分歧的效用,如数据的搜集与经管、串行通讯以及史册记载的盘查。此中串行通信子步调不单可能将单片机存储的数据传送到PC机举行经管解析,用户也可能按照处境从PC机上筑设待测数据众少以及测试工夫的是非等。

  测试正确,该仪器正在对10~10的细微电阻测试时读数牢固性也较好,且衡量精度高。

  按照如上所述的电途道理,斥地出了样机,经尝试证据该仪器的功耗低,如此就大大增众了电池的运用寿命;体积小,重量轻,便于领导,很适合正在野外及作事现场运用。

  电途睹附图所示,编制由摘机,挂机电途、单片机拨号节制电途、DTMF号码出现及放大电途、电源电途等四部门构成,下面辨别予以先容

  图中,J1为电话线为该装配所并联的电话机插座,Rl为保障电阻;DID4为极性包庇电途,用于将线途上极性不确定的电压转换成极性固定的电压,确保无论电话线的正负极若何相连,都能使进入开闭管VI发射极的一端永远是正电压;V1是电子开闭,该开闭的通、断受单片机P3.7口节制,当P3.7为高电平日.V2、VI接踵导通,电话线两头,电话线上有电畅达过,此时处于摘机状况;当P3.7为低电平日.V2、VI截止。电话线上没有电畅达过,此时处于挂机状况。正在摘机状况,由电线V供电电压大部门由电话线两头出现的电压降大约正在5V~15V之问。

  89C2051结束对拨号芯片的节制,R8、c5为复位元件,结束上电复位,JTI为6MHz晶振。

  运用MK5087型DTMF拨号专用芯片。该芯片蓝本是队伍式按键输入芯片,即4条行线个按键,施行证据,该芯片不单具有队伍式键盘输入,并且与51系列单片机具有精良的接口机能。下面临该芯片各引脚的效用予以先容。

  第(1)脚:电源正极,作事电压局限为3.5V10V。(2)脚:状况输出端,当芯片发出DTMF信号时。该脚呈低电平,不然呈高电平。(3)、(4)、(5)、(9)脚:键盘列线输入端,内接下拉电阻,高电平有用,当该脚与任一行线相连,或者一条行线与一条列线同时有用时,此时芯片发出DTMF信号。

  (6)脚:电源负极。(7)、(8)脚:振荡输入、输出端,接3.58MHz晶体。(10)脚:该脚与第(2)脚正好相反,当芯片发出DTMF信号时,该脚呈高电平,不然呈低电平。(11)、(12)、(13)、(14)脚:键盘行线输入端,内接上拉电阻,低电平有用,当该脚与任一列线相连,或者一条行线与一条列线同时有用时,芯片发出DTMF信号。(15)脚:单音是否有用节制端,内接上拉电阻,当该脚接地时,芯片只可发

  出双音频,而不行发出单音频:当该脚接高电平或悬空时,芯片既批准发出单音,又批准发出双音,只要老手线和列线分歧时有用的处境下,芯片本事发出单音频信号。(16)脚:DTMF信号输出端:(16)脚发出的DTMF信号经V3放大后,从V3集电极送入到线途中。

  该芯片队伍键盘与DTMF号码为对应联系,当某一按键按下时,相当于该按键的行线R为低电平、列线C为高电平;同样,当某一行线R为低电平、列线C为高电平日,等效于该行线与该列线交叉的按键被按下。

  电源电途中,220V交换电压经变压器B变为9V.然后经D5~D8整流,CI、C2滤波,再经ICl(7805)稳压.C3、C4滤波后输出牢固的Sv电压,供单片机及号码出现电途运用。

  采用外加交换电源供电的利益是:当电话线km以至更众)。假若电话线上的电压由于线途经长衰耗太大,乃至于到了终端,电压降不行撑持终端摆设作事以至为零的处境下,该编制已经可以平常作事。

  一共元件安置正在50mmx80mm的板上。板上有8个螺丝孔,两个用于将变压器固定正在线个用于将线途板和机壳固定。电话进线插座和出线插座安置正在机壳上,并通过连线杆连。指示灯LED正在线途板上计划有安置名望,也可按照外观的计划需求将指示灯引出。J3为220V电雎输入端.J4用于和机壳上的开闭K相连。为便于改写步调,单片机IC2不直接焊接正在板上,而是通过IC插座插入,如此改写步调时,可直接将单片机从板子上拿下来。需求指出的是,因为R5出现的功耗较大,肯定要用功率为IW或2W的水泥电阻.Rl要用不大干51的保障电阻。变压器用2W的即可,其他元件没有特别央求。

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