積分式數(shù)字電壓表-單片機(jī)論文(doc畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)(編輯修改稿)
2025-07-16 13:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分器作正向積分，其輸出電壓U0 大于零并線性增加。比較器輸出低電平，邏輯控制電路將主門(mén)打開(kāi)，計(jì)算器開(kāi)始計(jì)算。當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定的積分時(shí)間 T1，到 t2 時(shí)刻，計(jì)數(shù)器計(jì)得 N1 個(gè)脈沖時(shí)，計(jì)算器溢出并復(fù)位，進(jìn)位脈沖使邏輯控制電路輸出一個(gè)比較指令，將 K1 斷開(kāi)，采樣階段結(jié)束。若輸5入的被測(cè)直流電壓 Ux 不受干擾的影響，且輸入電路的傳輸系數(shù)為 1，積分器輸出電壓為 Uom = ? （1）UxRCTdtxRCt 1)(12???式（1）中 T1 — 定時(shí)積分時(shí)間，T 1 = t2t1 可見(jiàn)，U om 正比于 Ux。若被測(cè)電壓 Ux 受到串模電壓 usm 的干擾，即加到積分器的輸入電壓為 U?? ? x = ? (Ux+usm) ，此時(shí) Uom = ? （2）RCxTdtt 39。121???由此式可知，U om 與 成正比。即正比于輸入電壓的平均值。這樣，串模干擾電x壓由于取平均值而大大減小了它對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，從而提高了積分式 DVM 的抗干擾能力。比較階段 （t 2t3）這一階段對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行定值反向積分。在 t2 時(shí)刻，計(jì)數(shù)器溢出（清零） ，K 1 斷開(kāi)，K2 合上，接入正極性的標(biāo)準(zhǔn)電壓 UN。積分器開(kāi)始反向積分，計(jì)數(shù)器從 0 開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。到 t3 時(shí)刻，U O 線性下降至 0，零比較器從低電平變?yōu)楦唠娖?。主門(mén)關(guān)閉，計(jì)數(shù)停止，并將此次得計(jì)數(shù)結(jié)果 N2 以十進(jìn)制數(shù)顯示出來(lái)。同時(shí)， K4 接通，重復(fù)上述過(guò)程，開(kāi)始新的測(cè)試周期。在 t3 時(shí)刻，積分器的輸出電壓為0 = Uom ? （3）NtomNURCTdRC2321???將（1）式代入（3）式可得T2= 或 Ux= （4）xN1NT12若取 T0 為時(shí)鐘周期。則 T1=N1T0，T 2=N2T0 將 TT 2 代入（4）式得 Ux= （5）1即計(jì)數(shù)器上的數(shù)值直接表示被測(cè)電壓大小。 四、軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括：開(kāi)關(guān)控制、中斷處理、定時(shí)計(jì)數(shù)器等模塊，軟件流程圖如附圖 5 所示。6五、系統(tǒng)測(cè)試測(cè)試使用的儀器五位半真有效值數(shù)字臺(tái)式萬(wàn)用表（型號(hào) UT805）示波器（型號(hào) GOS620）指標(biāo)測(cè)試和測(cè)試結(jié)果表 測(cè)試結(jié)果項(xiàng)目 基本要求 發(fā)揮部分要求 實(shí)測(cè)指標(biāo)測(cè)量范圍 10mV2V 10mV2V量程 200m，2V 2V測(cè)量分辨率 1mV(2V 檔) 1mV(2V 檔)測(cè)量誤差 ≤177。%177。5個(gè)字 ≤177。%177。5個(gè)字采樣速率 ≥2次/秒 ≥2次/秒輸入電阻 ≥1MΩ ≥1MΩ性能 抑制工頻干擾功能 自動(dòng)調(diào)零功能、自動(dòng) 轉(zhuǎn)換量程功能 功能都已實(shí)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果分析測(cè)量方法：取一路輸入信號(hào)送入本系統(tǒng)雙積分式 DVM 輸入極，LED 數(shù)碼管顯示輸入信號(hào)的電壓值，同時(shí)用五位半真有效值數(shù)字臺(tái)式萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)的電壓值，用示波器觀察雙積分 DVM 的工作波形，通過(guò)對(duì)兩組數(shù)據(jù)的比較，檢測(cè)本系統(tǒng)積分式直流數(shù)字電壓表的性能參數(shù)。測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示。表 1 測(cè)量電壓數(shù)據(jù)記錄Ux U U1 ?40 mV %80 mV %120 mV %160 mV %400 mV %800 mV % % %Ux：真有效值數(shù)字臺(tái)式萬(wàn)用表顯示電壓數(shù)值U： LED 數(shù)碼管顯示電壓值U1：被測(cè)電壓值 ：測(cè)量相對(duì)誤差? 由上表數(shù)據(jù)可得，雙積分式 DVM 電路采樣過(guò)程中，由于采樣時(shí)間以及內(nèi)部晶振頻7率之間存在一定的誤差，因此造成最終顯示電壓的精度下降，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。參考文獻(xiàn)[1] 魏岫崑、姜邈、吳秀珍.《電子測(cè)量?jī)x器》天津科學(xué)技術(shù)出版社， 1986 [2] 宋啟峰. 《電子測(cè)量技術(shù)》重慶大學(xué)出版社，2022 [3] 徐開(kāi)友、王成珍、王保均、牛秀卿.《低頻電子線路》 天津大學(xué)出版社， 2022 [4] 何宏.《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》.國(guó)防工業(yè)出版社，2022[5] 李忠國(guó)、陳剛.《單片機(jī)應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)》.人民郵電出版社， 2022 附 錄附圖 檢零器 閘門(mén)時(shí)鐘脈沖源積分器CRK 1K 2K 3附圖 U xU NCRK 1K 2K 3+U 1U 2+C a zK 4附圖 832674 IC2OP07RR1RR2RR3RR4RR5RR6RR7RR8R14200KC141uFC151uFC2334C1 334C16 104+8V1213 K2AIC5435K1CR16200K896 K3D111012 k4B5 67IC4BLF353BR1751023184 IC4ALF353AR27510R19 R32510KR25100KC12470uF C339uF13+5V1 2U1A74065 6U1C74063 4U1B740689 UIDINT0R7R8R9R112MR122MR132MUxK1K2K3K4K1K2K3K4INT03938373635343332212223242526272812345678RTSET9RXD 10TXD 11INT0 12INT1 13T0 14T1 15WR 16RD 17XTAL2 18XTAL1 19AT89S52GND 20EA/ADD 31ALE/PROG 30PESN 29VCC40 +5V
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