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基于STC12的數(shù)字萬(wàn)用表
1.1 背景介紹
基于STC12單片機(jī)的數(shù)字萬(wàn)用表，利用了STC12單片機(jī)內(nèi)10位高精度ADC，對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行采樣，通過(guò)一系列信號(hào)調(diào)理電路將被側(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化成0-5V的直流電壓量，經(jīng)單片處理后顯示測(cè)量結(jié)果。并且利用單片機(jī)強(qiáng)大的處理控制能力，對(duì)輸入量進(jìn)行自動(dòng)判別，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)量程切換。
1.2 與現(xiàn)有萬(wàn)用表的不同
基于STC12單片機(jī)的數(shù)字萬(wàn)用表，有較強(qiáng)的可開(kāi)發(fā)性，可根據(jù)需要編程不同的功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多樣化的測(cè)試需求。有較高的采樣速度，STC12單片機(jī)標(biāo)稱采樣速度300kHz，可以對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行連續(xù)采樣，并將采樣結(jié)果儲(chǔ)存在內(nèi)部，需要時(shí)將其調(diào)出，得到近似于示波器的結(jié)果，或者可用于變化速度極慢的信號(hào)的長(zhǎng)周期采樣，將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行可視化的呈現(xiàn)。此外還具備微機(jī)接口，可以與計(jì)算機(jī)通信，方便程序升級(jí)、數(shù)據(jù)回傳、統(tǒng)計(jì)分析的工作。
1.3原理介紹
從該數(shù)字萬(wàn)用表的電路原理圖可以看到，它主要分為5大部分，由電源網(wǎng)絡(luò)、電壓測(cè)量網(wǎng)絡(luò)、電阻測(cè)量網(wǎng)絡(luò)、通道選擇網(wǎng)絡(luò)、STC2單片機(jī)最小系統(tǒng)組成。電源網(wǎng)絡(luò)由78、79系列線性穩(wěn)壓器構(gòu)成，為電路提供良好的低噪聲電源。電壓測(cè)量網(wǎng)絡(luò)由電阻分壓網(wǎng)絡(luò)、限幅放大器、峰值檢波器組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)叫直流電壓的測(cè)量。電阻測(cè)量網(wǎng)絡(luò)由基準(zhǔn)源、基準(zhǔn)電阻、運(yùn)放構(gòu)成線性電阻測(cè)量電路，該電路輸出電壓與電阻成正比，線性度好，測(cè)量準(zhǔn)確。
1.4應(yīng)用效果
基于STC12的數(shù)字萬(wàn)用表在試制試用過(guò)程中，表現(xiàn)良好，電壓測(cè)量準(zhǔn)確，電阻測(cè)量靈敏。在用于對(duì)爐溫?zé)崦綦娮铚y(cè)量中十分合適，由于熱敏電阻在熱態(tài)和冷態(tài)電阻值跨越數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)，傳統(tǒng)萬(wàn)用表人工換擋、人工記錄數(shù)據(jù)、人工查表計(jì)算溫度極不方便，使用該型數(shù)字萬(wàn)用表，便能實(shí)現(xiàn)熱敏電阻值量程自動(dòng)切換，將熱敏電阻“一度一檔”特性表導(dǎo)入后，可由單片機(jī)自行進(jìn)行插值計(jì)算，求出溫度值并上傳計(jì)算機(jī)，省去了人工作業(yè)的麻煩，且計(jì)算結(jié)果比人工查表估計(jì)更為準(zhǔn)確。因而該表平時(shí)可用于各測(cè)控線路回路電源交流電壓，1-5V控制信號(hào)電壓，爐絲電阻等通用測(cè)量工作，也可兼做溫度記錄處理的專用測(cè)量工作，實(shí)用性較一般萬(wàn)用表更強(qiáng)。
讀者如有其他需求，只需改變單片機(jī)內(nèi)程序，即可實(shí)現(xiàn)功能變換，可玩性也是一般萬(wàn)用表不可比擬的。
Altium Designer畫(huà)的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)
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線路板仿真圖
2022-7-20 20:20 上傳
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PCB圖
2022-7-20 20:20 上傳
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電路原理圖
2022-7-20 20:03 上傳
51hei.png (3.32 KB, 下載次數(shù): 57)
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