HT46R47組成的電壓頻率測(cè)量顯示電路

引言

對(duì)單片機(jī)為核心構(gòu)成的智能檢測(cè)儀器,測(cè)量電壓、頻率時(shí)有多種方法。一般對(duì)電壓測(cè)量采用A/D轉(zhuǎn)換法或V/F轉(zhuǎn)換法。對(duì)頻率測(cè)量則采用測(cè)頻法或測(cè)周法。具體說(shuō)：

·A/D轉(zhuǎn)換法將被測(cè)電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)阻抗匹配,變成單片機(jī)可測(cè)量的電壓范圍,后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換測(cè)得相應(yīng)的電壓值。

·V/F轉(zhuǎn)換則將被測(cè)電壓加到V/F轉(zhuǎn)換器上,然后對(duì)輸出的頻率進(jìn)行測(cè)量,后經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部程序的換算轉(zhuǎn)換為電壓值。

·測(cè)頻法是利用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一定門限內(nèi)的頻率信號(hào)脈沖數(shù)。

·測(cè)周法是計(jì)時(shí)一定數(shù)量的被測(cè)頻率信號(hào)的脈沖的時(shí)間�？偟膩�(lái)說(shuō),每種方法都是針對(duì)不同的信號(hào),充分利用單片機(jī)的資源進(jìn)行測(cè)量的。

本文用HT46R47單片機(jī)完成對(duì)電壓、頻率的測(cè)量,采用A/D轉(zhuǎn)換法和測(cè)頻法。

硬件電路

·檢測(cè)電路(圖1)

圖1 電壓電流頻率檢測(cè)電路

采樣的交流電流由3PIN的1引腳輸入,經(jīng)U5放大接入HT46R47的PA6引腳,來(lái)測(cè)量電流。采樣的交流電壓由3PIN的3引腳輸入,經(jīng)U1放大,U2比較得到一系列脈沖輸入到HT46R47的PA4/TMR引腳,來(lái)測(cè)量頻率。同時(shí)由PIN3引腳輸入的交流電壓經(jīng)過(guò)U1、U3、U4的放大整流,再由VT2的集電極輸入到HT46R47的PA7引腳,來(lái)測(cè)量電壓。

·HT46R47外圍電路(圖2)

圖2 HT46R47外圍電路

D1、D2、U1組成控制電路的輔助電源,防止掉電丟失數(shù)據(jù)。其中U1=4V,VCC=5V。

C3、C4、C5、R2、R3組成控制電路的復(fù)位電路,保證程序上電時(shí)能進(jìn)入復(fù)位程序。

R4、4MHz晶振為芯片提供精確的系統(tǒng)時(shí)鐘。

R1、BELL、VT3和1K 的電阻組成蜂鳴器發(fā)聲系統(tǒng),PA3/PFD為可編程脈寬調(diào)制輸出。

C1、C2、D3、D4、U2等組成掉電中斷保護(hù)電路。正常供電時(shí)PA5/INT引腳為高電平,當(dāng)?shù)綦姇r(shí)U2輸出低電平使HT46R47外部中斷,中斷程序可以對(duì)正在處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。掉電時(shí),C1、C2為U2提供短時(shí)電源。

PB1/AN1、PB2/AN2、PB3/AN3、PD0/PWM可控制主電路的電流、電壓、頻率以及主電路的電源開(kāi)關(guān)。

·顯示電路(圖3)

圖3 顯示電路

C1電容可抑制HD7279A輸出大電流時(shí)對(duì)電源的影響。

1.5KΩ電阻和15PF電容為HD7279A晶振時(shí)鐘的典型配置。

與數(shù)碼管連接的8只200Ω的電阻不可省去,它們是用來(lái)限制LED數(shù)碼管的電流。

8只100K 的下拉電阻和1只10KΩ的位選電阻在無(wú)鍵盤配置的情況下均可省去。HD7279A應(yīng)連接高亮或超高亮度型號(hào)的共陰極數(shù)碼管。其字符高度不宜超過(guò)1英寸。

PA6、PB0/AN0、PA7、PA4/TMR分別作為過(guò)流檢測(cè)、電壓檢測(cè)、過(guò)壓檢測(cè)、頻率檢測(cè)。測(cè)得的數(shù)值經(jīng)處理后,輸出給HD7279A顯示電壓、頻率,可控制蜂鳴器報(bào)警。

PA0、PA1、PA2分別與HD7279A的CLK、DATA、KEY等引腳相連提供顯示數(shù)據(jù),同時(shí)接受HD7279A傳來(lái)的鍵值。

軟件設(shè)計(jì)

電壓測(cè)量的過(guò)程就是A/D轉(zhuǎn)換的過(guò)程,電壓的A/D測(cè)量是由HT46R47中的PB0口完成的,其中A/D轉(zhuǎn)換控制器中的START位為A/D轉(zhuǎn)換的控制開(kāi)關(guān)。程序流程如圖4。

圖4 電壓測(cè)量流程圖