基于51单片机的数字电流表设计

湖南科技大学

单片机课程设计

题目基干单片机的数字电流耒设

辻

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指导教师

成绩

二0—一年五月二十六日

单片机课程设计任务书

一、设计题目: 基于单片机的数字电流表设计

二、设计要求:

1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作

2、能测0——1000mA 电流,至少能达1%的精度

3、要求掌握1/V信号转换,A/D转换器的使用与数据采集系统的设计

4、电流表能数字显示,且由单片机处理采集数据并驱动LED 显示

摘要

本设计就是通过采样电阻及信号放大电路将待测的电流信号I 转换成0—1V 电压信号, 由A/D 转换器采集电压信号,并将电压转换的数字信号传输给单片机,由单片机完成对采样信号的处理、分析,最后输出信号驱动LED 显示器,显示被测的电压值。

目录

一、功能要

求 (1)

二、原理及方案论证...、、 (2)

三、系统硬件电路的设计 (3)

四、系统程序的设计 (4)

五、调试及设计结

果…………………………………………………………… 、 5 参考文献…………………………………………………………………… 、、、6

、功能要求

1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作

2、能测0―― 1000mA电流，至少能达1%的精度

3、要求掌握I/V信号转换,A/D转换器的使用与数据采集系统的设

计

4、电流表能数字显示，且由单片机处理采集数据并驱动LED显示

二、原理及方案论证

1、数字电流表工作原理

1、1采样电阻网络

原理如下图所示，输入被测电流通过量程转换开关S1―― S4,流经采样电阻R1――R4,由欧姆定律可知：U=I*R,因而转换输出电压为0V ------ 0、1V的电压，输出电压可再经后续放大电路放大处理。

1、2高共模抑制比放大电路

如下图，由双运放组成的同相输入高共模抑制比放大电路，其闭环输出可表示为：

共模输入为 0,可令R1/R2二R4/R3,此时电路的差动闭环增益为 Kd=1+R1/R2, U0=Kd(U1-U2);下图即 Kd=11,U0=11(U1-U2);

ADC0832就是美国国家半导体公司生产的一种 8位分辨 率、双通道 A/D 转换芯片。由于它体积小，兼容性强，性价比高 而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。 ADC0832具有以下特点：

♦ 8位分辨率； ♦双通道A/D 转换；

♦ 输入输出电平与 TTL/CMOS 相兼容；

1、3通用A/D 转换器

为U 0 (1 使

R2*R4 R1*R3 R2*R4

R1*R3

)(U1 U2) (U1 U2

(

2

2R 1 ^2

♦5V电源供电时输入电压在0~5V之间;

♦工作频率为250KHZ,转换时间为32卩S;

♦一般功耗仅为15mW;

♦8P、14P—DIP（双列直插）、PICC多种封装；

♦商用级芯片温宽为0° C to +70° C,工业级芯片温宽为-40 C to +85° C; 芯片接口说明

Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。

1、4 AT89C52单片机

AT89C52就是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS

8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器

(PEROM)与256 bytes 的随机存取数据存储器(RAM )，器件采用

ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位 央处理器(CPU) 与Flash 存储单元，功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复 杂控制应用场合。 主要性能参数

AT89C52提供以下标准功能:8k 字节Flash 闪速存储器,256 字节内部RAM,32个I /O 口线,3个16位定时/计数器，一个 6向量两级 断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电 路。同时,AT89C52可降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件 可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作,但允许RAM, 定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到 下一个硬件复位。

2、方案论证

本设计采用精密采样电阻(9欧、0、9欧、0、09欧、0、01欧),

•与MCS-51产品指令与引脚完全兼容 • 8k 字节可 擦写Flash 闪速存储器 • 1000次擦写周期

•全静态操作：0Hz — 24MHz •三级加密程序存储器 • 256 X 8字节内部RAM • 32个可编程I /O 口线 • 3个16位定时/计数器 • 8个断源

•可编程串行UART 通道 •低功耗空闲与掉电模式

功能特性概述 *

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