智能数字交流毫伏表的设计与实现

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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。
1 系统硬件设计
1.1 硬件设计框图 本智能毫伏表的主要硬件框图如图 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
1.2 单元电路设计 1)衰减电路设计 真有效值智能毫伏表主要功能是测量不同的电压,而且
要 求 测 量 的 电 压 值 范 围 很 宽 ,从 1MV~300V 的 直 流 、正 弦 交 流电压,最大与最小之比达到 10000000 个数量级。 为此选用 双四选一的多路模拟选择开关 CD4052 联合可编程放大器来 实现量程的变换, 即在测量时对被测电压进行先衰减后放 大。
建设社会主义新农村,有利于推动社会进步,有利于国 民经济的巩固提高,有利于社会主义和谐社会的构建,为全 面实现小康社会的奋斗目标奠定坚实的基础。 随着社会主义 新农村建设的深入,农村居民对图书馆的需要和依赖将会越 来越强烈,公共图书馆的社会作用在社会主义新农村建设中 将会得到空前的发挥。 在这种时代氛围下,图书馆员的我们 应以科学合理的方式,合理利用图书馆的各种资源,确保新 农村建设取得更大的成就,为中华民族的伟大复兴,和社会 主义现代化建设作出重大的贡献。 S
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
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
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。
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。
【参考文献】
[1]张 友 德 ,赵 志 英 ,涂 时 亮 . 单 片 机 原 理 、 应 用 与 实 验 [M]. 复 旦 大 学 出 版社. [2 ] 张 康 敏 . 电 子 线 路 [M]. 中 国 广 播 电 视 出 版 社 . [3]何立民.单片机应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社,1990,1. [4] 真有效值 ACDC 转换器 AD736 及其在 RMS 仪 表 电 路 中 的 应 用 [OL].维普资讯网. [5 ] 朱 善 君 ,孙 新 亚 ,吉 呤 东 . 单 片 机 接 口 技 术 [M]. 清 华 大 学 出 版 社 .
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
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
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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)
【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。
பைடு நூலகம்
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
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。
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).
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
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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。
下图 2 给出了软件设计的整体思路结构框图:
当多路选择开关配置寄存器 XBR0、XBR1 和 XBR2 中外 设 的 对 应 允 许 位 被 设 置 为 逻 辑 ‘1’时 ,多 路 选 择 开 关 将 端 口 引脚分配给外设。 如果一个数字外设的允许位不被设置为逻 辑 1,则其端口将不能通过器件的端口引脚被访问。 当选择了 串 行 通 信 外 设 ,即 SMBus、SPI 或 UART 时 ,交 叉 开 关 将 为 所 有相关功能分配引脚。
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。
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智能数字交流毫伏表的设计与实现
王一萍 (重庆市工业学校 中国 重庆 400043)
【摘 要】本文介绍的智能数字交流毫伏表是针对传统测量仪表采用平均值转换法来对遇到大量的非正弦波测量存在着较 大的理论误差而设计的。为了实现对交流信号电压有效值的精密测量,并使之不受被测波形的限制,采用了真有效值转换技术, 即不通过平均折算而是直接将交流信号的有效值按比例转换为直流信号。
[责任编辑:王洪泽]
(上接第 194 页)3 结论
通过以上的设计和测试, 该毫伏表具有能够对频率为 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、体积小和操作方便等特点。 通过实践测试该毫伏 表设计性能可靠,达到实现资源最简和高测量的性价比的目 的。 与传统的毫伏表相比灵敏度、精确度也大大改善。 S
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