<sup id="2qu0s"><optgroup id="2qu0s"></optgroup></sup>
<acronym id="2qu0s"><optgroup id="2qu0s"></optgroup></acronym>
<sup id="2qu0s"><noscript id="2qu0s"></noscript></sup>
<option id="2qu0s"></option>
<rt id="2qu0s"></rt>
<rt id="2qu0s"></rt>
歡迎訪問蘇州派捷電子科技有限公司網站!
服務熱線:15365381565
當前位置:首頁 > 新聞資訊 > 行業動態
新聞資訊
聯系我們

聯系人:張經理

移動電話:15862538293

電話:0512-62650893

傳真:0512-62650891

郵箱:sunny@ptitech.com.cn

網址:http://www.jzhxdg.cn

地址:蘇州工業園區和順路29號

多功能測試儀表的設計
發布時間:2018-06-04 17:24:52 點擊次數:4862

隨著社會的發展,電子儀表的普及,原先大體積、高功耗功能單一的儀表已經逐步向手持低功耗多用途儀表發展,而TI就是低功耗芯片設計制造的佼佼者,該產品就是一款基于TI的MSP430單片機集低功耗、低成本、高精度、多功能、超便攜于一身的新型數字儀表。它不僅集成了一般的數字萬用表的基本功能,還具有簡單的圖形顯示功能,能夠對較低頻率的波形進行時時測量及波形顯示功能,方便工程師在實際中的使用,市場前景十分樂觀。

 

1.結構設計  

該系統以美國TI公司的低功耗16位單片機MSP430F149為核心,外部由分壓網絡、電壓采集網絡、恒流源測電阻網絡、測頻網絡、液晶和USB上位機通信網絡組成。核心A/D選擇MSP430單片機內部集成的高精度逐次逼近型12位A/D轉換器,它可以在沒有CPU干預的情況下進行16次獨立采集并保存結果,轉換速率大于200 kS/s。工作時根據旋鈕開關所在檔位的不同,系統會自動控制繼電器切換到相應檔位等待測量開始,被測信號首先經過前級分壓處理,而后由TL064運放將信號進行放大后給A/D,系統會根據A/D采集的結果進行量程的自動切換,直到合適為止。當選擇交流檔時相應繼電器會跳轉接人交流檔電路,交流信號經過分壓后一路進入由AD736構成的真有效值檢測,另一路進入差分電路。該電路可以將波形整體抬高至0 V以上,使得A/D能夠采到完整的波形,最后通過液晶將被測量的數字及波形信息來行顯示。如有需要,還可以將測量結果通過USB傳送到電腦上保存。而整個系統僅需要一枚普通的9 V電池進行供電,并具有低電量提示功能。系統結構圖如圖1所示。


14.jpg


2.方案的確定

該設計系統采用TI的新型的低功耗16位單片機MSP430F149作為整個系統的控制器。其優點是實時性好,操作方便,功耗低,性能好。  


2.1 自動量程的設計  


采用傳統臺式儀表所采用的繼電器量程選擇模式,利用單片機控制繼電器的通斷實現量程的自動切換。由于繼電器在未導通時電路為斷路,而在導通后基本可視為0 Ω導通,兩端無壓降,也就是說繼電器是一個電子控制的開關,而且由于繼電器是機械結構,其穩定性比較高,因此可以作為理想的自動儀表控制設備。  


2.2 電阻測量方案  


采用恒流源法測量被測電阻阻值。用LM334作為恒流源。此方案簡單可靠,雖然恒流源輸出可能會收到外界溫度的影響,但考慮到一般儀表都是在室溫下使用,故其輸出電流隨溫度的誤差基本可以忽略不計。  


2.3 有效值檢測電路  


該系統利用有效值檢測專用芯片AD736對輸入的交流有效值進行檢測,該芯片使用方便原理簡單,精度較高,成本低廉,比傳統的分立器件測量效果要精確許多,實際測試中,誤差比較小,結果較為理想。  


2.4 波形測試網絡  


作為多功能測試儀表,如何采集完整的波形信息將是示波的難點,采樣波形。對此,儀表內部專門設計了差分輸入電路,分壓后的交流經過差分電路后可將交流波形整體進行放大,使其值大于0 V,同時峰值小于200 mV,這樣一來,A/D可直接對輸入信號進行采樣,并通過液晶輸出完整的采樣波形。  


2.5 電源模型的設計  


由于該系統供電系統較為復雜,既有3.3 V的電源,又有5 V的電源提供給繼電器,還有9 V電壓直接給運放供電,所以供電模塊的設計較為復雜。最終選用單片開關型穩壓集成LM2576-5,其驅動能力較強自身功耗較其他開關型穩壓芯片又不是很高,使用性能穩定,利于在實際中應用。  


2.6 保護電路的設計  


該系統電壓檔最高采用1/1 000比例分壓,設定最高可測量電壓為200 V,實際最高可測電壓為330 V,當電壓高于250 V時,軟件控制所有繼電器斷開,此時便起到了很好的保護作用。電流檔采用0.2 A熔斷絲進行保護,無論過壓還是過流,只要熔斷絲燒斷,儀表就將受到很好的保護。電阻檔在輸入級采用在芯片設計中常用的ESD(ELECTROSTATIC DISCHARGE)保護模塊。  


3.軟件的實現  


軟件流程圖見圖2。  


15.jpg


4.測試數據  

部分測試數據見表1~表3。

  

16.jpg


17.jpg


18.jpg


5.測試結論與誤差分析  

通過以上測試數據可以看出,該儀表能夠實現所有功能,并且其精度也較為理想,但在檔位切換的臨界值仍然存在明顯誤差,其原因是多方面造成的。  


(1)運放放大倍數不精確造成軟件處理上的誤差;  


(2)負電壓輸出不精確造成運放和AD736轉換精度下降;  


(3)電阻檔恒流源輸出不精確造成電阻測量有誤差。  


6.結 語  


該系統由于采用了MSP430單片機作為A/D和控制中心,所以很輕松的實現了普通數字萬用表的所有基本功能,以較低的成本實現了較強的功能,相比市場上的同類產品還是有很大優勢的。


亚洲中文字幕一区二区_欧洲一区二区不卡高清更新区_免费观看99久久就热视频精品6_国产乱子伦免费视频观看
<sup id="2qu0s"><optgroup id="2qu0s"></optgroup></sup>
<acronym id="2qu0s"><optgroup id="2qu0s"></optgroup></acronym>
<sup id="2qu0s"><noscript id="2qu0s"></noscript></sup>
<option id="2qu0s"></option>
<rt id="2qu0s"></rt>
<rt id="2qu0s"></rt>