基于單片機的簡易數字R-V-I測試儀的設計
2.3 電壓測量電路
圖3為數字多用表的電壓測量電路。
電壓信號經RV9端對地輸入。R93、R94對輸入信號進行分壓;TL431和電阻R97、R98產生1.25V的基準源;LM324構成比較器,當正端輸入大于負端輸入時將輸出高電平,當正端輸入小于負端輸入時將輸出低電平,RL9為常閉繼電器,01組成開關電路,當LM324輸出高電平時,01導通,電流經R92和01集電極流向繼電器RL9源繞組從而關斷繼電器。
通過上述分析我們不難得出:當輸入信號小于5V時,電阻R94端電壓小于1.25V,LM324輸出低電平,01截止,繼電器導通,信號直接傳遞至AD轉換通道0;當輸入信號大于5V而小于20V時,電阻R94端電壓大于1.25V,LM324輸出高電平,01導通,繼電器截止,信號經R93、R94分壓后,轉換為0V~5V信號傳遞至AD轉換的通道1。LM324輸出端通過非門接到單片機的P2.0口,所以通過判斷P2.0口的電平高低可知是啟動AD/轉換器的0通道還是1通道,進而測出電壓值。
2.4 電流測量電路
圖4中所示為數字多用儀表的電流測量電路。
電流測量范圍為1~100mA,因為ADC0809是電壓轉換器件,必須將電流轉換為電壓才能進行測量,這可以通過串接電阻RL來現(xiàn)實。注意,RL必須很小(如0.1Ω),否則會影響電流數值。由于待測電流和RL都很小,RL兩端的電壓也很小,必須將其放大到ADC0809能夠分辨的范圍之內。假設待測電流大小為I,RL兩端節(jié)點的電壓分別為VA和VB,VA經過反向放大緩沖電路之后VC=-VA。VA和VB經過差分反向放大電路,得
將AV送給ADC0809的3通道轉換后得到數字量為,單片機讀取A/D轉換數據,再經過逆向運算可得。有兩個問題值得注意,由于電流的單位是mA,不能直接計算I的值,應先變換為,再進行計算;其次,這么算出來的電流數值誤差比較大,原因是LM324不是精密理想運算放大器,當輸入信號很小時,誤差比較大。因此需要對計算數值進行修正,方法是先計算DAV 50000,然后將結果減去102000,再將得到的結果除以89760,這樣比較準確。關于102000這個數值,是通過反復測試并經過曲線擬合得到的。
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