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自动量程切换电压测量系统设计
自动量程切换电压测量系统设计的核心在于如何实时且精确地测量不同幅值的电压信号。在传统的测量系统中,若需要保证测量的实时性,则无法在测量过程中频繁切换量程,这就对电压测量系统提出了在不同量程范围内都能够保持高精度的要求。本文采用基于MCU(微控制器单元)AT89C51的设计方案,构建了一个能够自动切换量程的电压测试系统。该系统能够在不中断测量的情况下,根据输入信号的幅值自动调整前级放大器的增益,从而保证后级模拟数字转换器(ADC)能够接收到合适的电压水平。 在系统的设计中,首先要考虑的是电压测量原理以及系统组成。为了测量不同幅值的电压信号,系统必须能够根据信号的不同量级自动选择不同的放大倍数。这需要一个能够判断输入电平量级的单片机,并通过控制前级放大器的增益系数来达到目的。这样的系统设计通常会包含一个程控放大器,它能够根据单片机的指令调节其增益,以适应不同的测量范围。在本方案中,采用了AD8628,这是一种宽带自稳零放大器,具有超低失调电压、超低漂移和偏置电流特性,非常适合于精度要求极高的电压测量场合。 为了实现自动量程切换,前级程控放大电路需要与MCU配合工作。MCU需要能够控制一个通道选择开关,以选择不同的反馈电阻来实现不同的增益。这个过程可以通过编程实现,比如通过公式G=Vo/Vi=Rf/Ri来计算不同的放大增益系数,并以此来确定不同的量程档位。在本方案中,选择了四通道选择器ADG804,它具有低导通电阻、单电源供电和良好的温度适应性,能够通过地址线A0和A1选择不同的反馈电阻值。 系统中的ADC变换电路是将模拟信号转换为数字信号的关键部分。为了实现高精度的电压测量,选择了一个具有高采样速率和低功耗特性的ADC,即AD775。该ADC能够达到20MSPS(百万次采样每秒)的速率,并具有极低的功耗。ADC外围电路设计需要考虑与MCU的数据传输连接,本方案中使用了Atmel的AT89S52微控制器,它具有8KB的闪速可编程可擦除存储器(PEROM)及低电压高性能CMOS微控制器特性。 为了保证测量结果的准确性,系统还需要具有自校准功能。校准的原理是通过基准电压与待测电压在相同信道中的测量值进行比较,从而消除系统信道带来的误差。基准电压是通过稳压器件和一系列分压电阻得到的一组高精度电压基准源。校准过程通常涉及到计算真实测量值与基准电压测量值之间的相似性,以此来推算出待测电压的真实值。 软件设计部分也是本系统设计中的重要一环。系统软件需要包括主程序、定时中断程序和一系列功能子程序。软件需要能够控制数据采集、量程切换以及校准过程。在启动A/D转换后,首先要选择最大量程进行采样计算,并根据计算结果判断合适的量程。然后再次采样,记录数据,并通过相应的计算得到测量的电压值。通过MCU与微型打印机的并口连接,还可以将存储在RAM中的电压历史数据和当前数据打印出来,进行资料存档。 总而言之,本文介绍的自动量程切换电压测量系统设计是一种高度集成化的测量解决方案,它结合了硬件电路和软件程序,通过单片机控制实现了高精度和实时性测量的需求。整个系统的设计理念和技术方案对需要高精度自动量程切换功能的电子测量领域具有重要的参考价值。
2025-06-07 15:07:03
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自动测试系统
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电子测量技术实验报告,四次实验手写扫描版(示波器测量I 示波器测量II 阻抗测量 电压测量)
入股不亏,数据都是真实测量做的
2023-11-23 08:47:31
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电子测量
实验报告
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STM32F103RCT6 RBT6核心板例程 电压测量
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2023-01-27 02:24:42
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STM32F103RCT6
RB
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2016_第七届_蓝桥杯_省赛_电压测量监控设备.rar
2016_第七届_蓝桥杯_省赛_电压测量监控设备!!代码!! 功能要求全部完成 设计一个电压测量监控设备,定时通过串口向 PC 机发送电压值,通过串口接收系统配 置参数并保存到 E2PROM 中
2023-01-15 22:27:36
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蓝桥杯嵌入式
蓝桥杯
嵌入式
电子类
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蓝桥杯-嵌入式-电压测量监控设备
设计一个电压测量监控设备,定时通过串口向 PC 机发送电压值,通过串口接收系统配 置参数并保存到 E2PROM 中。设备硬件部分主要由电源部分、控制器单元、串口部分、存储 单元组成。
2022-12-09 15:39:18
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蓝桥杯
嵌入式
电压测量监控设备
源代码
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蓝桥杯嵌入式-第六届省赛-电压测量监控设备
蓝桥杯大赛嵌入式组-第六届省赛-电压测量监控设备 包含主观题题目文档和完整的工程代码文件,实现了题目要求的全部功能 加入了长按检测,长按B4,可实现快速调整参数的功能
2022-12-06 22:43:04
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嵌入式
1
基于msp430f448单片机的交流电压测量
随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域,已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于msp430单片机的交流电压测量系统,详细描述了利用单片机和简单模拟电路实现交流电压的测量过程,重点对模拟电路与单片机的硬件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现交流电压的测量与显示,它使用起来相当方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点,以msp430单片机为主,模拟电路为辅,该系统结构简单,抗干扰能力强,有超低功耗等特点。适合于恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。
2022-07-13 19:12:27
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基于msp430f448单片机的交流电压测量
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ANSI ESD STM97.2-2016 保护鞋类.地板系统.与人结合的电压测量【自译版本】
本标准测试方法1旨在提供结合鞋类和地板材料作为一个系统来测量人体电压的测试方法。该标准测试方法涵盖用于控制静电放电 (ESD) 的所有地板材料,包括地板垫、地板覆盖物、涂料、油漆和地板饰面以及鞋类。 该标准测试方法仅限于定义测量人员与鞋类和地板材料相结合的电压累积的程序。该测试方法提供与用户特定环境、应用和受控实验室条件相关的数据。在工作环境中,人的静电电压的常见来源是走路时脚与地板分离。通过选择合适的鞋/地板系统,可以将静电电荷的产生和积累的影响降到最低。 为了有效控制人员电压,地板材料必须与防静电鞋一起使用。导电性足以使人放电的鞋类/地板系统也可能造成安全隐患。使用这些系统执行的工作通常需要使用在足以引起电击的高电压下运行的工具和测试仪器。使用本文档中描述的方法测试的鞋类/地板系统的存在并不能保证人员安全。 本文档最初指定为 ESD STM97.2-1999,并于 1999 年 2 月 7 日获得批准。ANSI/ESD STM97.2-2006 是对 ESD STM97.2-1999 的重申和重新命名,并于 2006 年 2 月 26 日获得批准。 ANSI/ESD
2022-06-09 22:06:13
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ESD
ANSI
静电
基于KL25的直流电压测量和温度控制系统设计
介绍了一种基于KL25的直流电压测量和温度控制系统,并详细阐述了系统的原理和方法。系统主要采用飞思卡尔KL25Z128芯片、AD623、DS18B20和半导体制冷片,在进行测试之后能实现3路16位0~330 m V的AD采集,测量误差小于5.0%,控制恒温的误差低于0.50℃,控温范围在0~30℃。
2022-05-28 13:30:50
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行业研究
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单片机应用系统中交流电压测量的一种算法.txt
单片机应用系统中交流电压测量的一种算法.txt
2022-05-26 09:10:35
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