智能数字交流毫伏表的设计与实现

2012 年 8 月第 22 期
Science & Technology Vision
科技视界
机械与电子
计、建立数学模型、绘制程序流程图、编写程序。 软件方面的设计包括编写、运行、调试 PC 机的汇编语言
以及单片机的汇编语言程序，需要使用汇编语言、C 语言等高 级语言。 本设计里采用 Debug 来编程，而单片机的汇编采用伟 福仿真软件来编程应用系统软件的设计。 单片机的软件设计 是在裸机条件下开始设计的，而且随应用系统的不同而不同。
MOV WDTCN, #0Adh
SETB EA
； 重新允许中断
写 0xDE 和 写 0xAD 必 须 发 生 在 4 个 时 钟 周 期 之 内 ，否
则禁止操作将被忽略。 在这个过程期间应禁止中断，以避免
两次写操作之间有延时。
外部晶振设置
使 用 晶 体 或 陶 瓷 谐 振 器 作 为 MCU 的 外 部 振 荡 器 源 ，应
新世纪，科技迅猛发展，学科知识领域不断扩展，知识量 与日俱增，利用各种载体的文献信息资源更加丰富，在这种 形势下，图书馆“藏”的功能无论在文献载体的种类方面还是 在范围方面，都将有增无减。
5 公共图书馆在新农村建设中具有开发智力资源 的作用
公共图书馆具有丰富的知识源、 较高素质的专业技术人 员和先进的技术设备，可以充分开发智力资源。 图书馆开发智 力资源的功能主要包括两个方面：一是开发利用信息；二是开 展智能教育。 公共图书馆开发利用信息的具体方式就是利用 丰富的信息资源，凭借先进技术，及时提供经过馆员梳理提炼 的知识，并以信息产品的形式，传递到新农村的社会环境中， 服务于新农村，促进新农村经济、政治和文化的发展。
因为可编程增益放大器 SFM004 的寄存器影响了多路选 择开关，所以它们通常在外设被配置前由系统的初始化代码 配置，一旦配置完毕将不再对其重新编程。 2．2 系统程序流程图
经过以上分析，主程序流程图如图 3 所示。
图 2 软件设计的整体思路结构框图
本系统的软件设计包括以下几个模块：清零、初始化、数
3）AC/DC 转换电路设计 在本设计中模拟信号数字化处理的关键是首先要实现 信号从模拟电压到 N 位数字量的转换，AD736 转换器即是实 现这一功能的器件。 AD736 是经过激光修正的单片精密真有 效值 AC/DC 转换器。 其主要特点是准确度高、灵敏性好（满量 程 为 200MVRMS）、测 量 速 率 快 、频 率 特 性 好 （工 作 频 率 范 围 可达 0～460KHz）、输入阻抗高、输出阻 抗 低 、电 源 范 围 宽 且 功 耗低（最大的电源工作电流为 200μA）。 用它来测量正弦波电 压 的 综 合 误 差 不 超 过 ±0.3%。 4）主控芯片 8031 设计 主控系统是本设计的两个重要组成部分之一，主控系统 芯片的选取决定了设计仪器的测量质量和其性价比，在本设 计中选取了 8031 作为本设计的主控芯片。 8031 是 用 静 态 逻 辑 来 设 计 的 ， 其 工 作 频 率 可 下 降 到 0Hz， 并提供两种可用软件来选择的省 电 方 式— ——空 闲 方 式 和掉电方式。 在空闲方式中，CPU 停止工作，而 RAM、定时器/ 计数器、串行口和中断系统都继续工作。 在掉电方式中，片内 钟 振 荡 器 停 止 工 作 ，由 于 时 钟 被 “冻 结 ”，使 一 切 功 能 都 暂 停 ， 只保存片内 RAM 中的内容，直到下次硬件复位为止。 5）显示电路设计 选用由发光二极管组成的七段数码显示器。
智能教育包括培养人们获取知识， 运用知识的能力、知 识创新能力、语言文字表达能力和组织管理能力。 图书馆作 为公众自我教育的重要场所，它是一个不同于学校的、持久 性的，层次更高的，获取智能教育成果的场所。
6 公共图书馆在新农村建设中发挥文化娱乐作用， 丰富农村居民的精神文化生活
公共图书馆还具有文化娱乐的功能，能够为农民闲暇时 提供一个娱乐休闲的环境和场所。 加强农村基层公共图书馆 建设，把农村图书馆（室）改造成吸引农村居民积极参与的娱 乐活动室。 比如：对儿童提供服务方面，除提供少儿读物外， 还可以提供玩具、儿童电影电视节目、播放视频录像等；针对 中青年农民可提供一些报纸、文艺杂志、经典图书、多媒体光 盘 ，组 织 一 些 跳 舞 、服 装 表 演 、卡 拉 OK 等 ，在 给 他 们 提 供 放 松、交流的场地、机会的同时，充分发挥图书馆文化教育的职 能，引导他们追求健康文化生活，追求自我发展；对老年人可 准备一些棋类、扑克牌等，扩展其智力思维空间，农闲时举办 一些家庭演唱会，戏曲演唱等，这些文化娱乐活动既可以联 络邻里之间的感情，又丰富了农村居民的文化生活，从而有 利于提高农村居民的综合素质。
据采样、调取数据子程序、调数据处理子程序、数据采样完、
显示。
初始化
程序设计第一步就是对单片机进行初始化，本设计中单
片机初始化包括：关看门狗、外部晶振设置、串行口初始化、
多路选择开关设置。
关看门狗
下面的代码段说明禁止 WDT 的过程：
CLR EA
； 禁止所有中断
MOV WDTCN, #0DEh ； 禁止软件看门狗定时器
可能导致不可预见的后果。 过程为：
允许外部振荡器
等待至少 1ms
查询 XTLVLD‘0’=>’1’
将系统时钟切换到外部振荡器
多路选择开关设置
194 科技视界 SCIENCE & TECHNOLOGY VISION
图 3 主程序流程图 中断子程序流程图和显示子程序流程图如图 4 所示。
图 4 动态显示子程序流程图和 中断子程序流程图 （下转第 239 页）
选 择 外 部 振 荡 器 频 率 控 制 值 （XFCN）。
当外部晶体振荡器稳定运行时， 晶体振荡器有效标志
（OSCXCN 寄存器中的 XTLVLD）被硬件置‘1’。 XTLVLD 检测
电 路 要 求 在 允 许 振 荡 器 工 作 和 检 测 XTLVLD 之 间 至 少 有 1
ms 的启动时间，在外部振荡器稳定之前就切换到外部振荡器
图书与档案
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此，扫盲工作仍是公共图书馆长期以来的重要任务。 其次，公共图书馆为广大社会公众包括农民提供了一个
实现自我再教育的场所和机会， 它对培养人们的自学能力、 科学思维和创新能力有着非常重要的作用。
4 公共图书馆具有保存知识和人类文化遗产的重 要作用
【参考文献】 ［1］惠 君.构 建 公 共 图 书 馆 服 务 体 系 促 进 和 谐 社 会 发 展[J].图 书 馆 论 坛,2006-1-9. ［2 ］ 陈 霞 . 图 书 馆 信 息 扶 贫 之 我 见 [J]. 老 区 建 设 ,2003(8). ［3 ］ 吴 慰 慈 . 公 共 图 书 馆 在 和 谐 社 会 中 的 作 用 [J]. 图 书 馆 ,2006(1).
【关键词】真有效值；智能毫伏表；程序；可编程放大器
0 引言
和以往的有效值测量技术不同，真有效值直流变换可以 直接测得各种波形的真实有效值，它不是采用整流加平均的 测量技术， 而是采用信号平方后积分的平均技术。 采用 AD736 来简化仪器的设计，增加信号测量品种，并且 灵 敏 度 、 精确度也大大改善。 本智能数字毫伏表能够对频率为 20Hz－ 1MHz、幅值为 1MV－300V 的交变电压进行测试。 并具有自动 调零、自动过载报警、自动量程切换、自动单位换算、数码显 示等特点。
2）放大电路设计 本毫伏表测量的电压范围很宽，要进行量程变换。 在以 往的仪器中均采用手动切换，而在本设计中选用了可编程放
大 器 （PGA）和 单 片 机 加 上 少 量 的 软 件 ，来 实 现 自 动 量 程 变 换 。 可编程放大器采用的是数字 可 编 程 增 益 放 大 器 SFM004。 它 由运算放大器、 高精度电阻网络和数字可编程开关网络组 成。 具有低输入偏置电压、高输入阻抗、高精度增益、功耗低 等特点。
【参考文献】
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自有文字记录的文献载体产生以后， 图书馆便应运而 生。 保存知识和人类文化遗产是图书馆原初的功能和作用， 以便知识、文化能够世代相传，不至于中断和停滞。 图书馆自 创始之日起便理所应当地担当起保存人类文化遗产的神圣 使命。 从各种文化的传播载体以至所有人类创造的一切知识 形态，都是图书馆收集、整理、分编、入藏、服务于公众的对 象，这是图书馆最古老的功能，人类文化遗产正是经过图书 馆的不懈努力而保存完好的。
2 系统软件设计
2．1 软件设计思想 软件设计研制的过程包括问题的定义、 软件结构的设
作 者 简 介 ：王 一 萍 （1963.03 — ），女 ，重 庆 市 工 业 学 校 ，本 科 ，讲 师 ，研 究 学 科 或 方 向 为 电 子 技 术 应 用 。 SCIENCE & TECHNOLOGY VISION 科技视界 193
1 系统硬件设计
1．1 硬件设计框图 本智能毫伏表Байду номын сангаас主要硬件框图如图 1 所示： 被测信号通过
信号的衰减→可编程增益放大（PGA）→AD736 转换器→8031→ 数码显示。
图 1 硬件设计框图