程控校表仪的设计
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
片机 系统 ， 用软 件 编程 来产 生频 率 可调 的正 弦信 号 ， 示部 分 由 ８７ 显 ２９专用键 盘 显 示管理 模 块来 实现 人机
接 口， 高 了梗表仪智能化程度和校表仪准确度 ， 提
【 关键 词］ 程 控 正 弦 电压源 电流 源
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｅｃ ｉｅ ｅｐ ｉｃｐｅｏ ｎｖ ｌ ｇ ｏ ｒ ｅａ ｄｃ ｒｅ ｔ ｏ ｒｅｔａ ａｌ ｅｐ ｏ ｒ ｍｍ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｓｒ ｓｈ ｒｎ ｉｌ ｆ ｉ ｏｔ ｅｓｕ ｃ ｎ ｕ ｒｎ ｕｃ ｔ ｒｂ ｒ ｇ ａ ｄ ｂ ｔ ｓ ａ ｓ ｈ ｃ ｃ ｎ ｏ ｌｄ Ｗ ｉ ９ ２ａ ｅｃ ｒ ｆ ｈ ｉ ｇｅｃ ｉ ｙ ｔｍ ． ｉ ｑ ｉｍｅ ｔ ｄ ｐ ｓ ｏ ｔ ｒ Ｏｇ ｎ ｒｔ ｉ ｉ－ ｏ ｇ ｌ ． ｔ ８ Ｃ５ ｓｔ ｏ ｅｏ ｔｅｓｎ ｌ—ｈ ｐｓ ｓｅ Ｔｈｓｅ ｕｐ ｎ ｏ ｔ ｆ ｅ ｈ ｈ ａ ｓ ｗａｅｔ ｅ ｅａｅｓ ｓ ｎ ｇ
流 的输 出值 单片机开机后提示选择 然后等待键盘 中断 ，在输Ａ频率 电压或 电流数值之后 ．按下确认键
《 中国仪器仪表 》 ｃ ３ ０ 瑚
转换装置 ，把这一级 的输 出作为前一个 ＤＡ转换
便 将 处理 后 的数 据 输入 ＤＡ，得 到所 需 的结 果 。 ／ ２２ 功率放 大 模块 ． 该 模块 采用 的是 乙类 推换互 补 对称 功 率放 大 电路 。 该 电路 引用 一 个 对 管来 实现 功 率 放 大 ，减 小 因三极 管 不 对 称造 成 静态 工 作点 偏移 ，使得 输 出的波 形 不对称 ， 为８ ３个 （ 界 点 的确定 考 虑 了 ８ 单 片机 定 点 运算 的 分 位 舍 入 误差 ） 采 取 这种 分段 采 样 的 方法 能够 较 好 的产 生 。 所 要 求 的正 弦波 。 （ ）软件 设 计及 软 件 流程 图 【 图 ２ ２ 见 Ｊ 通过 查 表 ，输 出单 位 正 弦波 。
２１ 信 号 产生 模块 ． ＭＣ Ｕ最 小 系统 由 Ｍｃ ＿ ５ 系 列芯 片构 成 ， 内容 ＿ｌ 其
件编程灵活 ，自由度大 ．可用软件编程来产生频率可
调 的正 弦信 号 同时 单 片机可 以很 方便 的对 ８７ 行 ２９进
管理 ，８７ ２９是一个专用管理键 盘显示的接 １芯片，因 ２ １
其中一个三极管较早的进入Ｄ 线性 区影响输 出电压 的大
小 ，前 级 的一 对 三 极 管 为运 放 提 供 电 源 ，同时 提 高后
一
级基极 的输入 电流 ，从而提 高输出电流。
图 １ 系统 总 体 框 图
该系统 由ｊ个模块构成 ： 正弦波信号产生模块 、 功
率放 大 模块 和 单 片机键 盘显 示 处理 模块 正 弦 波是 利 用 Ａ Ｃ ８ ２ 片机 来 实现 单 片机 软 Ｄ Ｏ３ 单
２ 单 元 电 路设 计 方 案 及 电 路 图
系统硬件以 ８Ｃ ２单片机为核心 ，包括信号产生 ９５ 模块 ． 功率放大模块和键盘显示模块 ， 还有 电源模块 。
校表仪是由 自耦变压器和升流器组 成。该仪器采用人
工 凋 节 操 作 不 便 ， ｌ ＿ 率 低 ，特 别 由于 电 网 电压 作效
产生的波动而导致校表仪的不稳定 ，造成被校正仪器 的准确度低 为了满足科研 和教学 的需要 ，我们研制 了程控正弦功率 电压源和 电流源校表仪
１ 系统 总 体 设 计 方 案
Ｋｅ ｒ ｓ： Ｐ帕ｇ ａ ｙｗｏ ｄ ｒ ｍｍｅ ｃ ｎ ｍ ｌ Ｓｉ Ｖｏｔ ｇ ｏｕｃ Ｃｕ ｒ ｎ ｏ ｒｅ ｏ ｔ ｎ ｌ ｅｓ ｒ ｅ ａ ｒ ｔ ｕｃ ｅ ｓ
电 丁 电子实 验 中旧式 的 正 弦功率 电压源 、电流源
考 电压 输人 ，通过 改 变第 一个 ＤＡ转 换 的参 考 电压 来 ／ 罚 节输 ｍ正 弦波 的幅 值 。 系统 总体框 图如 图 １ 示 。 所
维普资讯
窭同技米鎏
程控校表仪的设计
Ｔ ｅＤｅ ｉｎｏ ｒ ｇ ａ ｈ ｓｇ ｆ ｏ ｒ ｍｍｅＣｏ ｔｏｌｄＲｅ ｕ ａｏ Ｐ ｎｒ ｌ ｇ ｌｔｒ ｅ
华 中科技大学 电气与电子工程学院 （ 武汉 ４０ ７ ）黄 恩 周 磊 邹文康 赵松青 ３ ０４ ［ 摘要］ 文章主要介绍程控正弦功率电压 源和电流潭校表仪 的原理 。 该仪器采用 以 ８Ｃ ２为核 心的单 ９５
ｎ ｌ ｗｈ ｓ ｒｑ ｅ ｃ ａ ｅｒ ｇ ｌｔ ｄ Ｔ ｅ ｉｐ ａ ａ ｔ ｓ ｍｐ ｅ ｅ ｔ ｄｂ ２ ９ ｓ ｅ ｉ ｌ ｅ ｄ ｌ ｅ ｌ ｅｔ ｅ ａｓ ｏ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎｂ ｕ ａｅ ｈ ｓ ｌｙ ｐ ｒ ｉ ｉ ｌｍ ｎ ｅ ｙ ８ ７ ｃ ａｉ ｄｍｏ ｕ ｅ ｏｒ ａ ｉ ｅ ｄ ｐ ｚ ｔ ｚ ｈ ｍａ — ｃ ｉ ｅ ｉ ｔｒａ ｅ ｗｈ ｃ ａ ｒ ａｌ ｎ ｍａ ｈ ｎ ｅ ｆ ｃ ， ｉ ｈ ｈ ｓｇ ｅ ｔ ｉ ｒ ｖ ｄ ｓ ｓｅ ’ ｔｌｉｅ ｃ ｎ ｒ ｃ ｓｏ ． ｎ ｙ ｍｐ ｏ ｅ ｙ ｔ ｍ Ｓｉ ｅ ｌ ｎ ｅａ ｄ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｎ ｇ
ｋ， ￣ 数字键 及几个功能键 此很容易实现从键盘输人数据并 用数码管显示输 出波 程序存储器为 ８Ｂ 置数可由 ０ ９ 位 Ｅ 形的频率和幅值。由于通常情况下 ＤＡ转换输 出电压 完成 。８ Ｌ Ｄ显示电路显示提示符及频率 电压或 电 ／
在 ０５ ～ Ｖ之 间 ，为 了实 现 幅值 可调 ，需 要 再加 一 个 ＤＡ ｔ
接 口， 高 了梗表仪智能化程度和校表仪准确度 ， 提
【 关键 词］ 程 控 正 弦 电压源 电流 源
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｅｃ ｉｅ ｅｐ ｉｃｐｅｏ ｎｖ ｌ ｇ ｏ ｒ ｅａ ｄｃ ｒｅ ｔ ｏ ｒｅｔａ ａｌ ｅｐ ｏ ｒ ｍｍ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｓｒ ｓｈ ｒｎ ｉｌ ｆ ｉ ｏｔ ｅｓｕ ｃ ｎ ｕ ｒｎ ｕｃ ｔ ｒｂ ｒ ｇ ａ ｄ ｂ ｔ ｓ ａ ｓ ｈ ｃ ｃ ｎ ｏ ｌｄ Ｗ ｉ ９ ２ａ ｅｃ ｒ ｆ ｈ ｉ ｇｅｃ ｉ ｙ ｔｍ ． ｉ ｑ ｉｍｅ ｔ ｄ ｐ ｓ ｏ ｔ ｒ Ｏｇ ｎ ｒｔ ｉ ｉ－ ｏ ｇ ｌ ． ｔ ８ Ｃ５ ｓｔ ｏ ｅｏ ｔｅｓｎ ｌ—ｈ ｐｓ ｓｅ Ｔｈｓｅ ｕｐ ｎ ｏ ｔ ｆ ｅ ｈ ｈ ａ ｓ ｗａｅｔ ｅ ｅａｅｓ ｓ ｎ ｇ
流 的输 出值 单片机开机后提示选择 然后等待键盘 中断 ，在输Ａ频率 电压或 电流数值之后 ．按下确认键
《 中国仪器仪表 》 ｃ ３ ０ 瑚
转换装置 ，把这一级 的输 出作为前一个 ＤＡ转换
便 将 处理 后 的数 据 输入 ＤＡ，得 到所 需 的结 果 。 ／ ２２ 功率放 大 模块 ． 该 模块 采用 的是 乙类 推换互 补 对称 功 率放 大 电路 。 该 电路 引用 一 个 对 管来 实现 功 率 放 大 ，减 小 因三极 管 不 对 称造 成 静态 工 作点 偏移 ，使得 输 出的波 形 不对称 ， 为８ ３个 （ 界 点 的确定 考 虑 了 ８ 单 片机 定 点 运算 的 分 位 舍 入 误差 ） 采 取 这种 分段 采 样 的 方法 能够 较 好 的产 生 。 所 要 求 的正 弦波 。 （ ）软件 设 计及 软 件 流程 图 【 图 ２ ２ 见 Ｊ 通过 查 表 ，输 出单 位 正 弦波 。
２１ 信 号 产生 模块 ． ＭＣ Ｕ最 小 系统 由 Ｍｃ ＿ ５ 系 列芯 片构 成 ， 内容 ＿ｌ 其
件编程灵活 ，自由度大 ．可用软件编程来产生频率可
调 的正 弦信 号 同时 单 片机可 以很 方便 的对 ８７ 行 ２９进
管理 ，８７ ２９是一个专用管理键 盘显示的接 １芯片，因 ２ １
其中一个三极管较早的进入Ｄ 线性 区影响输 出电压 的大
小 ，前 级 的一 对 三 极 管 为运 放 提 供 电 源 ，同时 提 高后
一
级基极 的输入 电流 ，从而提 高输出电流。
图 １ 系统 总 体 框 图
该系统 由ｊ个模块构成 ： 正弦波信号产生模块 、 功
率放 大 模块 和 单 片机键 盘显 示 处理 模块 正 弦 波是 利 用 Ａ Ｃ ８ ２ 片机 来 实现 单 片机 软 Ｄ Ｏ３ 单
２ 单 元 电 路设 计 方 案 及 电 路 图
系统硬件以 ８Ｃ ２单片机为核心 ，包括信号产生 ９５ 模块 ． 功率放大模块和键盘显示模块 ， 还有 电源模块 。
校表仪是由 自耦变压器和升流器组 成。该仪器采用人
工 凋 节 操 作 不 便 ， ｌ ＿ 率 低 ，特 别 由于 电 网 电压 作效
产生的波动而导致校表仪的不稳定 ，造成被校正仪器 的准确度低 为了满足科研 和教学 的需要 ，我们研制 了程控正弦功率 电压源和 电流源校表仪
１ 系统 总 体 设 计 方 案
Ｋｅ ｒ ｓ： Ｐ帕ｇ ａ ｙｗｏ ｄ ｒ ｍｍｅ ｃ ｎ ｍ ｌ Ｓｉ Ｖｏｔ ｇ ｏｕｃ Ｃｕ ｒ ｎ ｏ ｒｅ ｏ ｔ ｎ ｌ ｅｓ ｒ ｅ ａ ｒ ｔ ｕｃ ｅ ｓ
电 丁 电子实 验 中旧式 的 正 弦功率 电压源 、电流源
考 电压 输人 ，通过 改 变第 一个 ＤＡ转 换 的参 考 电压 来 ／ 罚 节输 ｍ正 弦波 的幅 值 。 系统 总体框 图如 图 １ 示 。 所
维普资讯
窭同技米鎏
程控校表仪的设计
Ｔ ｅＤｅ ｉｎｏ ｒ ｇ ａ ｈ ｓｇ ｆ ｏ ｒ ｍｍｅＣｏ ｔｏｌｄＲｅ ｕ ａｏ Ｐ ｎｒ ｌ ｇ ｌｔｒ ｅ
华 中科技大学 电气与电子工程学院 （ 武汉 ４０ ７ ）黄 恩 周 磊 邹文康 赵松青 ３ ０４ ［ 摘要］ 文章主要介绍程控正弦功率电压 源和电流潭校表仪 的原理 。 该仪器采用 以 ８Ｃ ２为核 心的单 ９５
ｎ ｌ ｗｈ ｓ ｒｑ ｅ ｃ ａ ｅｒ ｇ ｌｔ ｄ Ｔ ｅ ｉｐ ａ ａ ｔ ｓ ｍｐ ｅ ｅ ｔ ｄｂ ２ ９ ｓ ｅ ｉ ｌ ｅ ｄ ｌ ｅ ｌ ｅｔ ｅ ａｓ ｏ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎｂ ｕ ａｅ ｈ ｓ ｌｙ ｐ ｒ ｉ ｉ ｌｍ ｎ ｅ ｙ ８ ７ ｃ ａｉ ｄｍｏ ｕ ｅ ｏｒ ａ ｉ ｅ ｄ ｐ ｚ ｔ ｚ ｈ ｍａ — ｃ ｉ ｅ ｉ ｔｒａ ｅ ｗｈ ｃ ａ ｒ ａｌ ｎ ｍａ ｈ ｎ ｅ ｆ ｃ ， ｉ ｈ ｈ ｓｇ ｅ ｔ ｉ ｒ ｖ ｄ ｓ ｓｅ ’ ｔｌｉｅ ｃ ｎ ｒ ｃ ｓｏ ． ｎ ｙ ｍｐ ｏ ｅ ｙ ｔ ｍ Ｓｉ ｅ ｌ ｎ ｅａ ｄ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｎ ｇ
ｋ， ￣ 数字键 及几个功能键 此很容易实现从键盘输人数据并 用数码管显示输 出波 程序存储器为 ８Ｂ 置数可由 ０ ９ 位 Ｅ 形的频率和幅值。由于通常情况下 ＤＡ转换输 出电压 完成 。８ Ｌ Ｄ显示电路显示提示符及频率 电压或 电 ／
在 ０５ ～ Ｖ之 间 ，为 了实 现 幅值 可调 ，需 要 再加 一 个 ＤＡ ｔ