MF47大改造與簡單上位機編程

ID:1110945 · 發(fā)表于 2025-3-11 14:32

　　學(xué)了一段時間單片機，總想著干點啥，一眼看見那個MF47，歐姆調(diào)零容易壞，
修好了沒幾天又壞了，扔了又可惜。突然腦袋一熱，想著給它做一個不用調(diào)零的電
路板換上去就一勞永逸了。
　　經(jīng)過不斷的嘗試與修改，終于有了一個滿意的版本，拍個圖給大家看看：

從此，我的MF47有了表棒接反報警，超量程報警等功能，靈敏度也提高了，
從20k每伏升級到了200k每伏，電流檔滿里程從250mV降到了100mV，
原1V檔改成了5uA檔，取消了2500V插孔和三極管Hfe座，其它和原表對應(yīng)。
還有了數(shù)據(jù)輸出功能，能接電腦，也能外接1602顯示器。
萬用表有兩種不同的模式，一個是歐姆檔測量模式，另一個是電壓電流測量模
式。電壓電流測量模式時，可以在1602上顯示出三個數(shù)，分別對應(yīng)500量程，
250量程和100量程。如果發(fā)現(xiàn)用戶在測量電阻，則自動顯示出電阻阻值，精度
和三位半數(shù)字萬用表相近，但范圍更寬，比如Rx1檔，分辨力0.01歐，最大可顯
示990.00歐，如果是在Rx10k檔，則對應(yīng)的最大電阻是9.9M歐。測量效果如下：

能達到這樣的效果已經(jīng)很滿意了，從此再也不用羨慕MF10和MF63甚至MF18(MF35)。

剛開始裝上去發(fā)現(xiàn)表針響應(yīng)慢半拍，畢竟每秒10次的測量速率加上軟件積分效應(yīng)
導(dǎo)致了這樣的結(jié)果，程序里增加了微分效應(yīng)才使表針有了“沖”的效果，沖過去
半格后退回到穩(wěn)定的位置。
　　雖然從無源表改成了有源表，耗電量并不大，只有580uA(3.3V)，一節(jié)700mAh
鐵鋰電池可以連續(xù)使用1000小時，當(dāng)然還有30分鐘自動關(guān)機，關(guān)機后(OFF檔)只有
8uA(3.3V)。外接的1602耗電1.4mA，加起來才2mA(3.3V)，能跟隨萬用表的關(guān)閉
而自動關(guān)閉。
　　有時候可能無法確定萬用表是不是在開機狀態(tài)，我設(shè)置了五秒一次的短“嘀”聲提醒。
大家還希望這款表添加什么功能呢？歡迎留言。

接下來就是上位機編程了，編一個有用戶界面的上位機程序目前對我來說還是有一
定難度的，寫一個控制臺下的程序則容易了許多，只有“main函數(shù)”加“大循環(huán)”。
以前寫的電阻并聯(lián)求值小程序，只有控制臺界面，算上標(biāo)點符號也只有15行，貼出來
和大家一起學(xué)習(xí)最簡單的電腦編程：
#include  <stdio.h>
int main(void)
{
  float  x,y,z;
  printf("\n***電阻并聯(lián)求值小程序***\n\n");
  while(1){
printf("============分隔線======\n");
printf("電阻1(可輸入小數(shù)):");
scanf("%f",&x);
printf("\n電阻2(可輸入小數(shù)):");
scanf("%f",&y);
z=(float)(x*y/(x+y));
printf("\n并聯(lián)阻值=%g\n\n",z);
}
}
找一個大家喜歡的編譯器編譯出來就行了，運行效果如下：

電阻并聯(lián)求值exe.zip (9.93 KB, 下載次數(shù): 0)

我這個指針萬用表是通過串口連接電腦的，比如我電腦上的串口是DAP-link，
相應(yīng)的驅(qū)動程序必須先安裝好，然后就是電腦編程了。
　　經(jīng)過多方查找，終于找到了一個簡單的串口配置發(fā)送和接收示例程序，
此程序配置串口為57600波特率，8位字長，1位停止位，無校驗，并通過COM3
發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。源碼如下，和大家一起學(xué)習(xí)：
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
int main() {
printf("\n這是一個串口測試程序！\n\n注意串口號是否正確！\n\n");
printf("請連接串口設(shè)備的Rx和Tx，\n\n然后運行此程序\n\n");
HANDLE hSerial;
DCB dcbSerialParams = {0};
COMMTIMEOUTS timeouts = {0};
// 打開串口，這里改成對應(yīng)的串口號
hSerial = CreateFile("\\\\.\\COM3", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
if (hSerial == INVALID_HANDLE_VALUE) {
      fprintf(stderr, "打開串口出錯!\n\n請?zhí)顚懻_的串口號后再編譯運行！\n");
      getchar();
      return 1;
}
// 配置串口參數(shù)
dcbSerialParams.DCBlength = sizeof(dcbSerialParams);
if (!GetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)) {
      fprintf(stderr, "獲取串口狀態(tài)出錯\n");
      CloseHandle(hSerial);
      return 1;
}
dcbSerialParams.BaudRate = CBR_57600;//波特率
dcbSerialParams.ByteSize = 8;//8位字長
dcbSerialParams.StopBits = ONESTOPBIT;//1位停止
dcbSerialParams.Parity = NOPARITY;//無校驗
if (!SetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)) {
      fprintf(stderr, "設(shè)置串口狀態(tài)出錯\n");
      CloseHandle(hSerial);
      return 1;
}
// 設(shè)置超時
timeouts.ReadIntervalTimeout = 50;
timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 50;
timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 10;
timeouts.WriteTotalTimeoutConstant = 50;
timeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 10;
if (!SetCommTimeouts(hSerial, &timeouts)) {
      fprintf(stderr, "設(shè)置超時出錯\n");
      CloseHandle(hSerial);
      return 1;
}
// 發(fā)送數(shù)據(jù)
unsigned char sendData[] = {0xa1, 0xd2, 0xb3, 0x84, 0x35};
DWORD bytesWritten;
if (!WriteFile(hSerial, sendData, sizeof(sendData), &bytesWritten, NULL)) {
      fprintf(stderr, "串口寫入出錯\n");
      CloseHandle(hSerial);
      return 1;
}
printf("發(fā)送 %lu 字節(jié)\n", bytesWritten);
// 接收數(shù)據(jù)
unsigned char receiveData[256];
DWORD bytesRead;
if (!ReadFile(hSerial, receiveData, sizeof(receiveData), &bytesRead, NULL)) {
      fprintf(stderr, "串口接收出錯\n");
      CloseHandle(hSerial);
      return 1;
}
printf("接收 %lu 字節(jié): ", bytesRead);
for (DWORD i = 0; i < bytesRead; i++) {
      printf("%02X ", receiveData[ i]);
}
printf("\n\n成功接收數(shù)據(jù)，請關(guān)閉此程序！");
// 關(guān)閉串口
CloseHandle(hSerial);
getchar();//等待用戶查看結(jié)果
return 0;
}
### 代碼說明
1. **打開串口**：使用`CreateFile`函數(shù)打開串口`COM3`。如果打開失敗，程序會輸出錯誤信息并退出。
2. **配置串口參數(shù)**：使用`GetCommState`獲取當(dāng)前串口配置，然后設(shè)置波特率、字長、停止位和校驗位等參數(shù)，最后通過`SetCommState`應(yīng)用這些配置。
3. **設(shè)置超時**：通過`SetCommTimeouts`設(shè)置串口的讀寫超時時間。
4. **發(fā)送數(shù)據(jù)**：使用`WriteFile`函數(shù)將數(shù)組`sendData`中的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口。
5. **接收數(shù)據(jù)**：使用`ReadFile`函數(shù)從串口讀取數(shù)據(jù)，并將讀取到的數(shù)據(jù)存儲在`receiveData`數(shù)組中。
6. **關(guān)閉串口**：使用`CloseHandle`關(guān)閉串口。
### 編譯和運行
在Windows上使用C編譯器（如MinGW或Visual Studio）編譯該程序，并運行生成的可執(zhí)行文件。
確保COM3端口已連接并配置正確。
### 注意事項
- 確保COM3端口可用且正確連接。
- 如果COM3端口被其他程序占用，程序?qū)o法打開串口。
- 該程序假設(shè)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)量較小，如果需要處理大量數(shù)據(jù)，可能需要調(diào)整緩沖區(qū)大小和超時設(shè)置。

這個示例程序展示了如何使用Windows API進行基本的串口通信。
根據(jù)實際需求，可以進一步擴展和優(yōu)化該程序。如果將電腦串口
的Rx和Tx連接起來，程序運行的結(jié)果是收到了自己發(fā)送的數(shù)據(jù)，
效果圖如下: