万用表课程设计
- 格式:doc
- 大小:1.38 MB
- 文档页数:26
数字万用表课程设计报告中国石油大学胜利学院电子技术课程设计总结报告题目:数字万用表的组装与调试学生姓名:系别:专业年级:学号:指导教师:2015年1月3日一、设计任务与要求1、任务:学习了解DT830T数字万用表,熟悉它的工作原理。
然后安装并调试数字万用表。
通过对DT830T数字万用表的安装与调试实训,了解数字万用表的特点,熟悉装配数字万用表的基本工艺过程、掌握基本的装配技艺、学习整机的装配工艺、培养自身的动手能力以及培养严谨的学习工作作风。
DT830B 由机壳熟料件(包括上下盖和旋钮)、印制板部件(包括插口)、液晶屏及表笔等组成,组装成功关键是装配印制板部件。
因为一旦被划伤或有污迹,将对整机的性能产生很大的影响。
整机安装的流程图如下所示2要求:1) 了解数字万用表特点以及它的发展趋势。
2) 熟悉万用表装配技术的基本工艺过程。
3) 认识DT830T数字万用表的液晶显示器件、印制板部件等。
4) 安装制作一台DT830T数字万用表。
5)根据技术指标测试DT830T数字万用表的主要参数6) 校验数字式万用表,减小其误差。
二、系统框架原理与设计DT830T电路原理它是3位半数字万用表。
其特点:分辨力强、准确度高(±0.5%~± 1.5%)、测试功能完善、测量速率快、显示直观、耗电省、过载能力强、便于携带。
发展趋势:自动量程,显示图形“数字/模拟条图”双显示数字万用表克服了不能反映被测量连续度化的不足。
总体电路原理相关说明数字万用表由以下几部分功+能组成,复原电路、震荡电路、ADC输入、被测量显示、ADC使能控制。
复位电路用来清零进行下一次的测量;震荡电路用来消除一些外来干扰,使电路工作更加稳定;ADC输入则是将输入量进行AD转换;测量显示就是显示测量的数值。
数字万用表的核心是以ICL7106A/D转化器为核心的数字万用表。
A/D转化器将0~2V范围的模拟电压变成三位半的BCD码数字显示出来。
万用表设计实验报告万用表设计实验报告引言实验目的实验原理实验步骤实验结果与分析结论参考文献引言万用表是一种常用的电子测量仪器,广泛应用于电子工程、物理实验和工业生产中。
本实验旨在设计一个简单的万用表电路,并通过实验验证其测量准确性和稳定性。
实验目的1. 设计一个简单的万用表电路。
2. 测量不同电阻和电压值,并记录测量结果。
3. 分析测量结果,评估万用表的准确性和稳定性。
实验原理万用表的基本原理是利用电流和电压的比例关系来测量电阻和电压值。
在本实验中,我们将使用一个电流表和一个电压表,通过调节电阻和电压源的数值,来模拟不同的电阻和电压值。
实验步骤1. 搭建万用表电路。
将电流表和电压表连接到电路中,确保电路连接正确。
2. 调节电阻和电压源的数值。
根据实验要求,调节电阻和电压源的数值,模拟不同的电阻和电压值。
3. 测量电流和电压值。
使用万用表测量电流和电压值,并记录测量结果。
4. 重复实验。
根据需要,重复实验多次,以确保测量结果的准确性和稳定性。
实验结果与分析在本实验中,我们设计了一个简单的万用表电路,并通过实验测量了不同电阻和电压值。
以下是实验结果的示例:电阻值(Ω)电流值(A)电压值(V)100 0.5 50200 0.3 60300 0.2 70通过对实验结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 万用表的测量结果与设定值基本一致,表明设计的万用表电路具有较高的准确性。
2. 实验中测量的电流和电压值相对稳定,表明设计的万用表电路具有较高的稳定性。
3. 实验结果的误差可能来自于电路连接的不完美或仪器本身的测量误差。
结论通过本实验,我们成功设计了一个简单的万用表电路,并通过实验验证了其测量准确性和稳定性。
实验结果显示,万用表的测量结果与设定值基本一致,并且测量的电流和电压值相对稳定。
这表明设计的万用表电路具有较高的准确性和稳定性。
参考文献1. 《电子测量技术导论》2. 《电子测量仪器原理与应用》3. 《电子测量与仪器》以上是本次万用表设计实验的报告,通过实验我们对万用表的设计和使用有了更深入的了解,并且验证了其测量准确性和稳定性。
课程名称: 数字万用表的设计专业:电子信息工程班级:0学号:姓名:指导教师:目录1 、设计任务 (3)1.1设计目的 (3)1.2设计指标及要求 (3)2、设计思路与总体框图 (3)3、系统硬件电路的设计 (4)3.1主控芯片 (4)3.2模数转换部分 (4)3.3 电阻测量输入电路 (6)3.4电压测量输入电路 (7)3、5电流输入测量电路 (9)3.6 自锁开关 (10)4、软件设计 (10)4.1主程序设计 (10)4.2 A/D转换子模块 (11)5、系统调试 (11)5.1硬件调试 (11)5.2 硬件故障 (11)5.3硬件调试方法 (12)5.4软件调试 (12)5.5软件故障 (12)5.6软件调试方法 (12)6 实验数据处理 (12)6.1实验数据 (12)6.2实验数据分析 (13)7总结与体会 (13)7.1总结 (14)7.2体会 (14)8 参考文献 (14)9 附录——程序 (14)1、设计任务1.1设计目的采用A/D转换器ADC0804和STC89C51单片机,设计一台数字多用表,能进行电压、电流和电阻的测量,测量结果通过LCD液晶显示器显示,通过按键进行测量功能转换。
1.2设计指标及要求电压测量范围0~20V,测量误差约为 0.05V,电流测量范围1~200mA,测量误差约为±0.5mA,电阻测量范围0~1000Ω,测量误差约为±2Ω。
2、设计思路与总体框图1.方案选择用单片机STC89C51与ADC0804设计一个数字万用表,配合分流电阻、分压电阻、基准电阻可以测量直流电压值,直流电流、直流电阻,四位数码显示。
实现各级量程的直流电压测量,其量程范围为0—20(V)。
实现不同量程的直流电流测量,其量程范围为0—200(mA)。
实现不同量程的电阻测量,其量程范围为0—1000(Ω)。
ADC0804是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
题目_ 数字万用表电路设计班级_____ _____ 学号______ __ _________ 姓名 ________ 指导_ __ __ _______ 时间景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书目录1.总体方案与原理说明┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉4 2.直流电压测量电路┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5 3.交流电压测量电路┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉6 4.直流电流测量电路┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7 5.电阻测量电路┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉8 6.总体电路原理相关说明┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉9 7.总体电路原理图┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉10 8.元件清单┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11 9.参考文献┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12 10.设计心得体会┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉131.总体方案与原理说明数字万用表电路设计包括复位电路、震荡电路、ADC输入、被测量显示。
复位电路用来清零进行下一次的测量;震荡电路用来消除一些外来干扰,使电路工作更加稳定;ADC输入则是将输入量进行AD转换;测量显示就是显示测量的数值。
数字万用表的组成包括显示器、电源开关、晶体管插孔、转换开关、输入插座等。
可用以直流电压、交流电压、直流电流、交流电压测量,也可用以检查半导体二极管的导电性能,并能测量晶体管的电流放大系数等。
只要输入被测量,通过电阻、电流、电压参数转换电路即可测出被测量。
09计科1班陈树春 200910510132图一直流电压测量电路图上图为测直流电压电路图。
被测电压加在“+”、“-”俩端。
其中R14.R15.R16.R17是倍压器电阻。
量程愈大,倍压器电阻愈大。
电压表的内阻愈大,从被测电路取用的电流愈小,被测电路受到的影响也愈小。
电工电子技术课程设计数字万用表题目_ 数字万用表电路设计班级_____ _____学号______ __ _________姓名 ________指导_ __ __ _______时间景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名班级指导老师目录1.总体方案与原理说明┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉4 2.直流电压测量电路┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5 3.交流电压测量电路┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉64.直流电流测量电路┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7 5.电阻测量电路┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉86.总体电路原理相关说明┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉9 7.总体电路原理图┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉108.元件清单┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉119.参考文献┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1210.设计心得体会┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉131.总体方案与原理说明数字万用表电路设计包括复位电路、震荡电路、 ADC输入、被测量显示。
复位电路用来清零进行下一次的测量; 震荡电路用来消除一些外来干扰, 使电路工作更加稳定; ADC输入则是将输入量进行AD转换; 测量显示就是显示测量的数值。
数字万用表的组成包括显示器、电源开关、晶体管插孔、转换开关、输入插座等。
可用以直流电压、交流电压、直流电流、交流电压测量, 也可用以检查半导体二极管的导电性能, 并能测量晶体管的电流放大系数等。
只要输入被测量, 经过电阻、电流、电压参数转换电路即可测出被测量。
2.直流电压测量电路V09计科1班陈树春 200910510132图一直流电压测量电路图上图为测直流电压电路图。
被测电压加在”+”、”-”俩端。
其中R14.R15.R16.R17是倍压器电阻。
万用表设计实验报告一、引言实验室中,万用表是一种基础仪器,用于测量电压、电流和电阻。
其功能十分全面,能够适用于各种电路的测量。
本文将介绍一种新型的万用表设计方案,并进行实验验证其性能。
二、设计思路传统的万用表基本由直流电压测量、交流电压测量和电阻测量功能组成。
然而,在实际测量中,有时还需要对频率、电容、电感等参数进行测量。
因此,我们设计了一种新型万用表,将传统功能进行了扩展。
三、设计方案1. 增加频率测量功能:在万用表中增加一个频率测量档位,可以测量交流电源的频率。
采用中断式测量方法,通过计算电压波形的周期实现频率的测量。
2. 增加电容测量功能:在万用表中增加一个电容测量档位,可以测量电容器的电容量。
采用充放电法,通过测量电容器充放电的时间常数,计算出电容量。
3. 增加电感测量功能:在万用表中增加一个电感测量档位,可以测量电感的大小。
通过测量电感器充放电的时间常数,计算出电感的值。
四、实验步骤1. 实验准备:将新型万用表和各种标准电阻、电容、电感器连接起来,保证电路的稳定。
2. 直流电压测量:将万用表的选择旋钮调至直流电压测量档位,分别接入不同电压源,观察并记录测量结果。
3. 交流电压测量:将万用表的选择旋钮调至交流电压测量档位,分别接入不同频率的交流电源,观察并记录测量结果。
4. 电阻测量:将万用表的选择旋钮调至电阻测量档位,分别接入不同电阻器,观察并记录测量结果。
5. 频率测量:将万用表的选择旋钮调至频率测量档位,接入交流电源,观察并记录测量结果。
6. 电容测量:将万用表的选择旋钮调至电容测量档位,接入电容器,观察并记录测量结果。
7. 电感测量:将万用表的选择旋钮调至电感测量档位,接入电感器,观察并记录测量结果。
五、实验结果与分析通过实验,我们得到了各种参数的测量结果。
与传统的万用表相比,新型万用表在功能上得到了扩展,能够满足更多测量需求。
而且,我们还发现测量精确度得到了提高,特别是在频率和电容测量方面。
东北石油大学课程设计2012年6 月25日东北石油大学课程设计任务书课程电子技术课程设计题目简易万用表的设计专业测控技术与仪器曾润学号100601240305主要容:本课题主要设计由集成运放组成的简易数字万用表,实现多级量程的直流电压测量、交流电压测量、直流电流测量、电阻测量以及电容测量电路。
主要容包括系统的设计原则、总体方案、单元电路的设计、参数计算、元器件的选择及系统概述等。
基本要求:(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)至少能测量电阻、电流和电压。
主要参考资料:[1]国钧,绍业,王凤翥.图书馆目录[M].:高等教育,1957.15-18.[2] 润华,立山.模拟电子技术[J].自动化,2003.203-207[3] 郁汉琪,数字电子技术实验及课题设计.,:高等教育,1995.150-153.[4] 康华光.电子技术基础:模拟部分. :高等教育,1988.104-107.[5] 常健生,检测与转换技术,机械工业,2000年2月.56-579.[6] 阎石,数字电子技术基础,高等教育,1998年12月.49-56.[7]万嘉若,林康运,电子线路基础,高等教育,1986年3月.79-83.完成期限2012.6.25—2012.7.4指导教师路敬祎(副教授)广华(教授)2012年6 月25 日目录一、设计要求 (1)二、方案设计 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (3)2、参数计算 (5)3、器件选择 (8)四、系统硬件电路设计 (8)五、电路焊接练习 (9)1、两管闪光灯电路 (9)2、占空比和频率可调的脉冲发生器 (10)3、收音机 (11)六、总结 (13)参考文献 (14)简易万用表的设计一、设计要求(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)实现多级量程的直流电压测量,其量程围是200mv、2v ,20v,200v和500v。
课程设计报告--数字万用表-天津职业技术师范大学电子工程学院《电子技术》课程设计报告同组学生姓名(学号):曹烨玲(31) 梁艳花(32) 周芹(25)班级:应电0914任务分工:曹烨玲:方案选择与设计.电路焊接调试.方案讲解.答辩梁艳花:资料查找.电路原理分析.答辩.方案讲解.课程设计报告周芹:资料查找.电路原理分析.答辩.方案讲解.课程设计报告设计时间:2011年12月12 日——2011 年12月30日指导教师:李莉李照业第一周题目:数字万用表一、课程设计的目的1.设计由运算放大器组成的万用表2.组装焊接与仿真调试二、课程设计的要求1.直流电压表:满量程+6V2.直流电流表:满量程10mA3.交流电压表:满量程6V,50HZ—1KHZ 4.交流电流表:满量程10Ma5.欧姆表:满量程分别为:1K,10K;100K三、方案论证选择1.初步选用7107,但因设计过程繁琐,电路构造与原理的分析复杂,调试与仿真不便,量程范围及相关的电阻比例不好调电路采用的元器件较多,相比之下成本也高,所以,最终决定放弃这个方案。
2.选用运算放大器uA741与LM324,设计过程十分简单,电路构造模块清晰,原理简单明了,调试过程简单,仿真效果很好,电路采用的元器件较少,成本低,相关的量程要求容易实现,所以决定选用此方案。
四、基本原理1.元件列表:uA741 1个电阻:12kΩ 2个2、7kΩ 1个LM324 1个24kΩ 2个87Ω 1个1N4007 8个10kΩ 5个 100kΩ 2个1N4148 1个1N4728A 1个LM324集成运放电路图:2.原理分析:(1)理想集成运放的虚短与续断特点(2)在测量中,电压表或者电流表的接入应不影响被测电路的原工作状态,这就要求电压表应具有无穷大的输入电阻,电流表的内阻应为零。
但实际上,万用表表头的可动线圈总有一定的电阻,例如100μA的表头,其内阻约为1KΩ,用它进行测量时将影响到被测量,从而引起误差。
成绩课程论文题目:数字万用表课程名称: proteus 学生姓名:聂李超学生学号: 1214010221 系别:电气信息工程学院专业:自动化年级: 2012级任课教师:王丽电气信息工程学院制2015年1月第一章前言当今社会,随着科技发展的日新月异,特别是计算机技术突飞猛进的发展,计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃,同时计算机也越来越广泛的被应用到人们的生活、工作领域的各个方面。
单片微型计算机以其体积小、功能强、速度快、价格低等优点,在数据处理和实时控制等应用中有着无与伦比的优越性,可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中。
随着微控制技术(以软件代硬件的高性能控制技术)的日益完善和发展,单片机的应用必将导致传统控制技术发生巨大的变化。
单片微型计算机的应用广度和深度,已经成为一个国家科技水平的一项重要标志。
在实际的生产过程中,往往需要精确的直流电源 ,并且易于控制电压幅度的增减 ,应用单片机设计就能够很方便地实现这个要求而且比普通的数字和模拟设计方案更为准确,更易控制。
为了进一步加深对单片机及其接口的理解,掌握一般的软硬件的设计方法,巩固大学四年之所学,也给自己一个实践锻炼的机会,几个月以来,全心投入本次毕业设计—单片机控制的稳压直流电源。
本系统以Atmega 8单片机为控制核心,用1602液晶模块显示设定电压值电流值与实时输出值。
I、基本要求:输出电压:0~25V数显误差<=0.1负载电流<=3A纹波有效值<=50mvII、扩展要求:调节功能为自动调节有效纹波有效值<=20mV调节电压步进为0.1 V 电流步进0.01A可以进行人工步进置数总体方案可以设定存储默认输出值第二章总体方案2.1系统设计方案论证及工作原理本设计题目是设计一个从0~25V变化的、步进为0.1V、0.01A的人性化、高指标、低成本的数控步进直流稳压电源。
设计的思路为:在达到性能指标的前提之下,体现出人性化的思想,同时选择低价位的通用元器件来设计制作电路。
在这当中,电路应该是简单、可靠、稳定,最重要的是有实用的价值,容易在工业中实现。
针对以上的要求,我们最终选择用单片机(Atmega8)来作为控制部件,采用人性化的按键来实现置数,把置数的值经过单片机的处理,通过单片机的CCP1端口与具有PWM 调节功能的运算放大器的电路相连、CCP2的端口与展波器、可调稳压管和扩流器组成的电路相连来输出参考电压,再用A/D转换器来对此时输出电压值进行采样比较并进行调整,使得数显的值和所置的电压时时保持一致,这样就保证了显示的值的真实性,且具有过流保护作用。
设计中应包括:数字控制模块、PWM调节控制模块、具有D/A 转换功能的PWM调节模块、数显部分和辅助电源模块。
而完成这些部分的电路和芯片都很多,合理的设计及选择设计电路则是完成设计的关键所在。
2.2系统总体框图图 2.2 系统总体框图第三章硬件系统的设计3.1主控芯片Atmega8介绍3.1.1 综述ATmega8是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。
由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间, ATmega8 的数据吞吐率高达 1MIPS/MHz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
3.1.2 ATmega8的引脚图:图3.1 A Tmega8 引脚配置3.1.3 ATmega8 引脚说明作为10位ADC通道。
3.2 电源电路原理3.2.1 基本设计方案让我们从最简单的稳压电源开始。
它包括两个主要部件:一个三极管和一个产生基准电压的稳压二极管。
该电路的输出电压为 Uref-0.7V。
这个 0.7V 是三极管 B、E 极之间的电压降。
稳压二极管和电阻产生了一个不受输入波动与干扰影响的稳定基准电压。
三极管需要控制更高的电流(比较二极管和电阻单独提供的而言)。
在这个电路中三极管仅放大电流,这个电流=输出电流/三极管hfe(hfe 可以在三极管的数据表中查到)。
这一电路的问题:当输出短路时三极管会烧掉;它只能提供一个固定的输出电压。
这些严重问题使得这个电路无法实际使用,但这个电路仍旧是所有电子稳压电源的基本构件。
为了解决那些问题你需要一些关于调整输出端输出电流和一个可变的基准电压的“谋略”,当然这也使得电路更加复杂了。
最近的十几年来人们已经使用运算放大器来实现这些“谋略”了。
运算放大器可以用于模拟量的加、减、乘或进行电压和电流的逻辑或。
今天的微控制器速度已经可以通过软件轻而易举地实现这一切。
而且更妙的是电压表和电流表成了免费的副产品。
微控制器的控制环无论如何都必须知道电压和电流图3.2.1值。
你刚好也要显示它。
我们要从微控制器得到的是:一个在所有时间都用来测量电压和电流的 A/D转换器;一个根据命令为功率三极管提供基准电压的 D/A 转换器。
问题是那个 D/A 转换器的速度要非常快。
如果在输出端检测到了短路,那么我们必须立即减小三极管 B 极上的电压,否则这个三极管就会损坏。
“快速”意味着要达到毫秒级,如同运算放大器一样。
Atmega8 的 A/D转换器已经足够快了,但显然它没有D/A转换器。
使用脉宽调制和模拟低通滤波器是可以得到一个 D/A转换器的,但是这样速度太慢了,无法通过软件立即实现短路保护。
如何实现一个高速 D/A转换器呢?3.2.2 R-2R 阶梯 D/A有很多方法可以实现 D/A 转换器,但我们需要的是高速、低价、易于与微控制器连接的。
这个 D/A就是著名的“R-2R 阶梯”。
它仅由电阻(两个规格,其中一个值是另一个的两倍)和开关组成。
上面给出了一个 3 位R-2R D/A转换器。
控制逻辑在 GND和 Vcc 之间转换开关。
逻辑 1接开关至 Vcc,逻辑 0 至 GND。
这个电路能做什么呢?它可以提供以 Vcc/8 为步进值的电压。
一般来讲输出电压= Z *(Vcc/(Zmax+1),Z 是数字编号(digital number)。
当 3 位 A/D转换器时,Z 是 0-7。
为了取代额外的开关,我们将 R-2R 阶梯电路接至微控制器输出线路。
Atmega8 的输出引脚可以提供10mA电流,但注意这时已经出现了电压衰减。
我们将使用 0-5V 整个输出范围,所以输出端的负载要小于1mA。
换而言之我们会采用 5K和 10K电阻来实现一个 R-2R阶梯电路。
图3.2.2Atmega8 的A/D转换器具有 10 位分辨率。
我们也需要采用这样分辨率的 10 位D/A转换器。
也就是说我们需要 10个没被其它功能占用的输出引脚。
这是个小小的挑战,因为我们还有键盘、 LCD、至 PC 的I2C串行接口等,但 Atmega8 相当棒,正好适合这些。
3.2.3 更详细的稳压电路设计这里是一个更为详尽的设计。
这个电路是无法使用的。
但它对理解稍后的最终电路方案大有裨益。
那么这个电路有什么错误呢?有两个问题:DAC(数字/模拟转换器)无法为功率三极管提供驱动电流;微控制器工作于 5V,所以 DAC 的最大输出为 5V,这意味着功率三极管后的输出电压是 5-0.7=4.3V。
为了解决上面两个问题,我们必须增加电压和电流放大器。
3.2.4 最终的电压调整电路图3.2.3图3.2.4 电压调整电路原理图对于 30V 输出我们必须将 DAC 的 5V 起码放大 6 倍。
我们采用如上图所示的一个 PNP 和一个 NPN三极管组合。
这个电压放大器电路的系数为:Vampl= (R10 + R11)/R11。
系统自身供电电压 Vcc=+5V,采取了“板载”7805提供的方式,以更加容易获得“稳定、干净”的“系统电源”;而在7805的前面,采用了三端稳压器7812来进行“预稳压”的供电方式......以便为更大的负载(譬如LCD的背光)提供更大的电流可能性;之所以“增加”了一个7812预稳压,是为一个相对比7805的耐压更加高一些的指标值。
3.2.5 ATmega8 D/A 转换电路DAC 输出图3.2.5 DA转换DA电路:DA电路采用的是电阻加IO口的方式,输出的形式是电流信号,输出电流越大输出电压越高。
详细信息已在R-2R阶梯DA中介绍。
Atmega8 的输出引脚可以提供10mA电流,但注意这时已经出现了电压衰减。
我们将使用 0-5V整个输出范围,所以输出端的负载要小于1mA。
换而言之我们会采用 5K和 10K电阻来实现一个 R-2R 阶梯电路此电路最大优点:高速、低价、易于与微控制器连接。
非常适合本设计使用。
3.2.6 电压采样电路图3.2.6 电压采样电路电压采样电路,这个是对输出的电压采样.反馈到单片机内部,控制DA达到输出电压的稳定,因为负载加重或变轻会使输出电压升高或变低.有这个必要加上这个采样电路。
同样M8的PC0端口设置了电流采样电路,电流采样是采用负端电阻采样,这样采样的电压比较低,能直接送到单片机中处理,采样的电压越高,说明电流越大。
可以在单片机中设置过流保护。
3.2.7 完整的电路原理图图 3.2.7 电路原理图电路原理分析:从左向右看,系统输入采用普通笔记本电源(19V左右),首先经过7812产生12V电压给7805供电产生系统工作电压+5V,与此同时,系统输入与7812并联给功率三极管提供工作电压。
左下角是ATmega8的10位R-2R阶梯,最高产生5V 的DAC输出,经过一个PNP和NPN的电压放大组合,可以放大6倍左右,电压放大器电路的系数为:Vampl= (R10 + R11)/R11。
然后再次经过三极管BD137,此三极管作用就是一个电压跟随器用来放大电流驱动功率三极管工作,因为DAC本身输出电流较小无法驱动功率三极管。
右下角为显示跟按键输入部分,接入ATmega8的PB0-PB7双向IO口。
第四章软件系统的设计4.1 主程序逻辑流程1) 从中断任务中拷贝最后的 ADC 结果2) 将想要的相应 ADC 值拷贝到比如一个中断任务能使用的变量3) 清 LCD显示4) 将电压值写入显示部分5) 检查中断任务是否可以调节电压或电流(电压限定起控)6) 把安培值写入显示7) 检查中断任务是否可以调节电压或电流(电流限定起控)8) 检查是否有按钮被按下,如果没有则等待 100 毫秒再检查。
如果按钮被按下,那么等待200 毫秒。
这是为了有一个好的响应——如果按钮被持续按下时不致于滚动过快。
9) 回到第一步。
中断任务:1) 将 ADC结果拷贝至变量2) 在电流和电压间切换 ADC 测量通道3) 检查是否测量到过流,若过流则立即将 DAC 设为一个很小的值4) 检查电压电流是否需要调节5) 根据4)的结果检查确定是否需要更新 DAC(数模转换器)程序采用ICC AVR C语言编写,程序主要由主程序、A/D转换程序、输出电压调控程序、键盘处理程序、数码显示程序、E E P RO M读写程序等部分组成。