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單片機電壓表原理圖、PCB、程序

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電壓表是由小量程電流表與定值電阻串聯改裝而來的，它的指針偏轉靠通過表內的電流決定，而它的讀數則等于電壓表本身作為電阻所分得的電壓，或者與外電路并聯后并聯電阻所分得的電壓。電壓表內，有一個磁鐵和一個導線線圈，通過電流后，會使線圈產生磁場這樣線圈通電后在磁鐵的作用下會旋轉，這就是電流表、電壓表的表頭部分。這個表頭所能通過的電流小，兩端所能承受的電壓也很小(肯定遠小于1V，可能只有零點零幾伏甚至更小)，為了能測量我們實際電路中的電壓，需要給這個電壓表串聯一個比較大的電阻，做成電壓表。這樣，即使兩端加上比較大的電壓，可是大部分電壓都作用在我們加的那個大電阻上了，表頭上的電壓就會很小了。可見，電壓表是一種內部電阻很大的儀器，一般應該大于幾千歐。表頭是跟據通電導體在磁場中受磁場力的作用而制成的。表內部有一永磁體，在極間產生磁場，在磁場中有一個線圈，線圈兩端各有一個游絲彈簧，彈簧各連接表的一個接線柱，在彈簧與線圈間由一個轉軸連接，在轉軸相對于電流表的前端，有一個指針。當有電流通過時，電流沿彈簧、轉軸通過磁場，電流切磁感線，所以受磁場力的作用，使線圈發生偏轉，帶動轉軸、指針偏轉。由于磁場力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過指針的偏轉程度來觀察電流的大小。

電壓表的原理
　　在電壓表內，有一個磁鐵和一個導線線圈，通過電流后，會使線圈產生磁場，這樣線圈通電后在磁鐵的作用下會旋轉，這就是電流表、電壓表的表頭部分。
　　這個表頭所能通過的電流很小，兩端所能承受的電壓也很小(肯定遠小于1V，可能只有零點零幾伏甚至更小)，為了能測量我們實際電路中的電壓，我們需要給這個電壓表串聯一個比較大的電阻，做成電壓表。這樣，即使兩端加上比較大的電壓，可是大部分電壓都作用在我們加的那個大電阻上了，表頭上的電壓就會很小了。
　　可見，電壓表是一種內部電阻很大的儀器，一般應該大于幾千歐。

電子電壓表的分類
　　電壓表按其工作原理和讀數方式分為模擬式電壓表和數字式電壓表兩大類。
　　(1)模擬式電壓表
　　模擬式電壓表又叫指針式電壓表，一般都采用磁電式直流電流表頭作為被測電壓的指示器。測量直流電壓時，可直接或經放大或經衰減后變成一定量的直流電流驅動直流表頭的指針偏轉指示。測量交流電壓時，必需經過交流-直流變換器即檢波器，將被測交流電壓先轉換成與之成比例的直流電壓后，再進行直流電壓的測量。模擬式電壓表按不同得方式又分為如下幾種類型：
　　①按工作頻率分類：分為超低頻(1kHz以下)、低頻(1MHz以下)、視頻(30MHz以下)、高頻或射頻(300MHz以下)、超高頻(300MHz以上)電壓表。
　　②按測量電壓量級分類：分為電壓表(基本量程為V量級)和毫伏表(基本量程為mV量級)。
　　③按檢波方式分類：分為均值電壓表、有效值電壓表和峰值電壓表。
　　④按電路組成形式分類：分為檢波-放大式電壓表、放大-檢波式電壓表、外差式電壓表。

數顯電壓表的特點
　　電壓測量主要是采用電子電壓表對正弦電壓的穩態值及其它典型的周期性非正弦電壓參數進行測量。
　　1、頻率范圍寬
　　被測信號電壓的頻率可以從0Hz到幾千兆赫茲范圍內變化，這就要求測量信號電壓儀表的頻帶要覆蓋較寬的率頻范圍。
　　2、測量電壓范圍廣
　　通常，被測信號電壓小到微伏級，大到千伏以上。這就要求測量電壓儀表的量程相當寬。電壓表所能測量的下限值定義為電壓表的靈敏度，目前只有數字電壓表才能達到微伏級的靈敏度。
　　3、輸入阻抗高
　　電壓測量儀表的輸入阻抗是被測電路的附加并聯負載。為了減小電壓表對測量結果的影響，就要求電壓表的輸入阻抗很高，即輸入電阻大，輸入電容小，使附加的并聯負載對被測電路影響很小。
　　4、測量精度高
　　一般的工程測量，如市電的測量、電路電源電壓的測量等都不要求高的精度。但對一些特殊電壓的測量確要求有很高的測量精度。如對A/D變換器的基準電壓的測量，對穩壓電源的穩壓系數的測量都要求有很高的測量精度。
　　5、抗干擾能力強
　　測量工作一般都在存在干擾的環境下進行，所以要求測量儀表具有較強的抗干擾能力。特別是高靈敏度、高精度的儀表都要具備很強的抗干擾能力，否則就會引入明顯的測量誤差，達不到測量精度的要求。對于數字電壓表來說，這個要求更為突出。

電壓表與電流表的維護方法
　　(1)由于磁電系電流表的過載能力很小，使用時一定要注意連接電路的極性和量限的選擇。
　　(2)若在測量中發現指針反向偏轉或正向偏轉超過標度尺上滿刻度線，應立即斷電停止測量，待連接正確或重新選擇更大量限的電流表后再進行測量。
　　(3)當測量工作完畢后，應先斷電源，再從測量電路中取下電流表，將其放置在干燥、通風和陰涼的環境中。對靈敏度、準確度很高的微安表和毫安表，應用導線將正、負端鈕連接起來，以保護儀表的測量機構。
　　電壓表的使用維護方法與電流表的使用維護方法類同，還應注意以下幾點：
　　(1)測量時應將電壓表并聯接入被測電路。
　　(2)由于電壓表與負載是并聯的，要求內阻Rv遠大于負載電阻RL。
　　(3)測量直流時，先把電壓表的“—”瑞鈕接入被測電路的低電位端，然后再把“+”端鈕接入被測電路的高電位端。
　　(4)對多量限電壓表，當需要變換量限時，應將電壓表與被測電路斷開后，再改變量限。

電壓表和電流表比較
　　電流表和電壓表都是重要的電學儀器。它們在結構和使用上都既有相同點，又有不同點。下面具體地介紹一下。
　　1. 電流表，又叫安培表。用來測電路中電流的大小。
　　2. 電流表有三個接線柱，兩個量程;兩個量程共用一個“+”或“-”接線柱，標著“0.6”、“3”的為正或負接線柱。
　　3. 電流表的刻度盤上標有符號A和表示電流值的刻度，電流表的“0”點通常在左端，被測電路中的電流為零時，指針指在0點。有電流時，指針偏轉，指針穩定后所指的刻度，就是被測電路中的電流值。當使用“+”或“-”和“0.6”時，量程是0-0.6A，每個大格0.2A，每個小格是0.02A;若使用“+”或“-”和“3”時，量程是0-3A，每個大格1A，每個小格是0.1A。
　　4. 電流表要串聯在電路中使用。電流表本身內阻非常小，所以**不允許不通過任何用電器而直接把電流表接在電源兩極，這樣，會使通過電流表的電流過大，燒毀電流表。
　　5. 電壓表，又叫伏特表。用來測電路中電壓的大小，電壓表也有三個接線柱，一個負接線柱，兩個正接線柱。學生用電壓表一般正接線柱有3V，15V兩個，測量時根據電壓大小選擇量程為“15V”時,刻度盤上的每個大格表示5Ⅴ，每個小格表示0.5V(即*小分度值是0.5Ⅴ);量程為“3Ⅴ”時,刻度盤上的每個大格表示lV，每個小格表示0.lV(即*小分度值是0.lⅤ)。
　　6. 電壓表要并聯在電路中使用，和哪個用電器并聯，就測哪個用電器兩端電壓;和電流表不同的是，電壓表可以不通過任何用電器直接接在電源兩極上，這時，測量的是電源電壓。
　　電流表和電壓表的使用步驟基本相同，都分為調、選、連、讀四步：
　　1. 調——使用前先將表的指針調到“零刻度”的位置。
　　2. 選——根據電路的實際情況選用合適的量程。在不知實際電流或電壓的情況下，可采用“試觸”的方法判斷是否超過量程，注意，試觸時要接在大量程的接線柱上，并且試觸時動作迅速。
　　3. 連——按照電流表和電壓表的各自連接方法將表正確連入電路，同時注意表的正、負接線柱與電流流向的關系，必須保證，電流從表的正接線柱流入，從負接線柱流出。
　　4. 讀——正確讀出表指針所示的數值，讀數時一定要注意選用的量程及其對應的*小刻度值.

電壓表原理圖

電壓表PCB




電壓表3D圖



電壓表程序

  1. #include "reg52.h"                         //此文件中定義了單片機的一些特殊功能寄存器
  2. #include"XPT2046.h"        

  4. typedef unsigned int u16;          //對數據類型進行聲明定義
  5. typedef unsigned char u8;

  7. sbit LSA=P2^2;
  8. sbit LSB=P2^3;
  9. sbit LSC=P2^4;

  11. u8 disp[4];
  12. u8 code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

  14. /*******************************************************************************
  15. * 函 數 名         : delay
  16. * 函數功能                   : 延時函數，i=1時，大約延時10us
  17. *******************************************************************************/
  18. void delay(u16 i)
  19. {
  20.         while(i--);        
  21. }

  23. /*******************************************************************************
  24. * 函數名         :datapros()
  25. * 函數功能                 :數據處理函數
  26. * 輸入           : 無
  27. * 輸出                  : 無
  28. *******************************************************************************/
  29. void datapros()
  30. {
  31.         u16 temp;
  32.         static u8 i;
  33.         if(i==50)
  34.         {
  35.                 i=0;
  36.                 temp = Read_AD_Data(0x94);                //   AIN0 電位器
  37.         }
  38.         i++;
  39.         disp[0]=smgduan[temp/1000];//千位
  40.         disp[1]=smgduan[temp%1000/100];//百位
  41.         disp[2]=smgduan[temp%1000%100/10];//個位
  42.         disp[3]=smgduan[temp%1000%100%10];               
  43. }


  46. /*******************************************************************************
  47. * 函數名         :DigDisplay()
  48. * 函數功能                 :數碼管顯示函數
  49. * 輸入           : 無
  50. * 輸出                  : 無
  51. *******************************************************************************/
  52. void DigDisplay()
  53. {
  54.         u8 i;
  55.         for(i=0;i<4;i++)
  56.         {
  57.                 switch(i)         //位選，選擇點亮的數碼管，
  58.                 {
  59.                         case(0):
  60.                                 LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;//顯示第0位
  61.                         case(1):
  62.                                 LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;//顯示第1位
  63.                         case(2):
  64.                                 LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;//顯示第2位
  65.                         case(3):
  66.                                 LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;//顯示第3位        
  67.                 }
  68.                 P0=disp[i];//發送數據
  69.                 delay(100); //間隔一段時間掃描        
  70.                 P0=0x00;//消隱
  71.         }               
  72. }

  74. /*******************************************************************************
  75. * 函 數 名       : main
  76. * 函數功能                 : 主函數
  77. * 輸    入       : 無
  78. * 輸    出             : 無
  79. *******************************************************************************/
  80. void main()


  83. {        
  84.         while(1)
  85.         {
  86.                 datapros();         //數據處理函數
  87.                 DigDisplay();//數碼管顯示函數               
  88.         }               
  89. }
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沙發
ID:1 發表于 2019-3-16 17:39 | 只看該作者
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