一種基于c8051f單片機(jī)的直流電壓流表的制作方法
【專利摘要】一種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表，它涉及電工測(cè)量?jī)x表【技術(shù)領(lǐng)域】；C8051F單片機(jī)內(nèi)設(shè)置有A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與電壓電流取樣模塊連接；LED顯示模塊、通信模塊、電源模塊均與C8051F單片機(jī)連接；它采用此直流電壓電流表測(cè)量時(shí)，使測(cè)量的直流電壓電流值能夠精確到0.01V、0.01mA；具有功耗低、測(cè)量精度高、成本低、智能化程度高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及電工測(cè)量?jī)x表【技術(shù)領(lǐng)域】；具體涉及一種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]直流電壓、電流表是高校電工電路實(shí)驗(yàn)中使用最多的基本測(cè)量?jī)x表。目前，多數(shù)高校使用指針式萬用表、指針式電工儀表、數(shù)顯儀表等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，存在的問題主要有易損壞、線路復(fù)雜、測(cè)量精度較低等。
[0005]實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表，它采用此直流電壓電流表測(cè)量時(shí)，使測(cè)量的直流電壓電流值能夠精確到0.01V、0.0lmA ;具有功耗低、測(cè)量精度高、成本低、智能化程度高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案:它包括C8051F單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換模塊、電壓電流取樣模塊、LED顯示模塊、通信模塊、電源模塊；C8051F單片機(jī)內(nèi)設(shè)置有A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與電壓電流取樣模塊連接；LED顯示模塊、通信模塊、電源模塊均與C8051F單片機(jī)連接。
[0008]所述的電源模塊的供電電壓為+5V。
[0009]所述的C8051F單片機(jī)與LED顯示模塊的連接是動(dòng)態(tài)顯示方式。
[0010]所述的通信模塊是RS232通信模塊。
[0011]所述的C8051F單片機(jī)是C8051F350單片機(jī)。
[0012]本實(shí)用新型具有如下有益效果:利用C8051F單片機(jī)已將A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、中央處理和控制單元、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘模塊和通訊接口模塊集成于一體，使得外圍電路布線設(shè)計(jì)及線路連接簡(jiǎn)單，從而縮小體積，生產(chǎn)成本得到進(jìn)一步降低，而且還提高了計(jì)量精度；在保證了可靠性和穩(wěn)定性的同時(shí)，還大大提高了經(jīng)濟(jì)性，降低廠家的生產(chǎn)成本。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本【具體實(shí)施方式】中單片機(jī)、A/D采集模塊、信號(hào)取樣模塊的電路原理圖；
[0016]圖3為本【具體實(shí)施方式】中顯示部分的電路原理圖；
[0017]圖4為本【具體實(shí)施方式】中通信模塊的電路原理圖；
[0018]圖5為本【具體實(shí)施方式】中電源模塊的電路原理圖。
[0019]【具體實(shí)施方式】:
[0020]參看圖1，本【具體實(shí)施方式】采用如下技術(shù)方案:它包括C8051F單片機(jī)1、A/D轉(zhuǎn)換模塊2、電壓電流取樣模塊3、LED顯示模塊4、通信模塊5、電源模塊6 ；C8051F單片機(jī)I內(nèi)設(shè)置有A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2與電壓電流取樣模塊3連接；LED顯示模塊4、通信模塊5、電源模塊6均與C8051F單片機(jī)連接。
[0021 ] 所述的電源模塊6的供電電壓為+5V。
[0022]所述的C8051F單片機(jī)I與LED顯示模塊4的連接是動(dòng)態(tài)顯示方式。
[0023]所述的通信模塊5是RS232通信模塊。
[0024]所述的C8051F單片機(jī)I是C8051F350單片機(jī)。
[0025]本【具體實(shí)施方式】中的C8051F單片機(jī)是將ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、定時(shí)器模塊、存儲(chǔ)器模塊、中央數(shù)據(jù)處理和控制單元、I/o 口、時(shí)鐘模塊集成于一體的。測(cè)量電壓電流經(jīng)過模擬前端信號(hào)調(diào)理電路模塊后輸入ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和中央數(shù)據(jù)處理和控制單元相連，單片機(jī)內(nèi)的時(shí)鐘模塊提供穩(wěn)定的時(shí)鐘源，中央數(shù)據(jù)處理和控制單元還與定時(shí)器、存儲(chǔ)器相連。中央數(shù)據(jù)處理和控制單元通過RS232通信模塊以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信交換功倉(cāng)泛。
[0026]本【具體實(shí)施方式】在使用時(shí)，定時(shí)器給出定時(shí)中斷信號(hào)，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)采樣，再由中央數(shù)據(jù)處理和控制單元將采集的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理，并送到LED顯示模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的時(shí)間較短。數(shù)據(jù)處理完畢后單片機(jī)繼續(xù)進(jìn)入低功耗模式，等待下一個(gè)采樣周期。
[0027]本【具體實(shí)施方式】采用5V電源作為電源模塊，工作穩(wěn)定可靠，連續(xù)工作壽命在十年以上。還具有精度聞、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0028]參看圖2-圖5，本【具體實(shí)施方式】的硬件部分如下:
[0029]一、單片機(jī):
[0030]采用的核心芯片為C8051F350單片機(jī)，負(fù)責(zé)直流電壓、電流信號(hào)采集、計(jì)算、顯示及通信等處理。單片機(jī)C8051F350是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)芯片，片內(nèi)集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)及功能部件。這些外設(shè)或功能部件包括模擬多路選擇器、可編程增益放大器、ADC、DAC、電壓比較器、電壓基準(zhǔn)、數(shù)字I/O端口、電源監(jiān)視器、看門狗定時(shí)器(WDT)和時(shí)鐘振蕩器等。選用單片機(jī)C8051F350作為數(shù)據(jù)采集及控制的核心器件，其外圍電路簡(jiǎn)單，從而使系統(tǒng)成本下降、可靠性提高且外形尺寸減小。
[0031]二、顯示部分:采用5位LED共陽極數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。74LS164串并轉(zhuǎn)換芯片數(shù)據(jù)、時(shí)鐘輸入分別接單片機(jī)的P0.6和P0.7腳，輸出接數(shù)碼管的陰極A-H;單片機(jī)的Pl.0-P1.4腳分別經(jīng)PNP三極管驅(qū)動(dòng)后連接到數(shù)碼管的陽極。
[0032]三、A/D采集模塊:C8051F350單片機(jī)內(nèi)部具有24位Σ/Λ模數(shù)轉(zhuǎn)換器，信號(hào)取樣模塊輸出電壓差分輸入到模擬多路選擇器、可編程增益放大器。
[0033]四、信號(hào)取樣模塊:根據(jù)電橋方法，電壓信號(hào)米用精密電阻分壓差分輸入到F350單片機(jī)的ΑΙΝ0.2和ΑΙΝ0.6腳。電流信號(hào)采用精密電阻分壓差分輸入到F350單片機(jī)的ΑΙΝ0.1 和 ΑΙΝ0.5 腳。
[0034]五、通信模塊:數(shù)據(jù)通信采用ΜΑΧ232串口芯片、DB9串口插座組成RS232串行總線。
[0035]六、電源模塊:用LMl 117-3.3將+5 V轉(zhuǎn)換得到+3.3 V電壓。LMl 117-3.3為三端固定+3.3 V穩(wěn)壓器，C8051F350單片機(jī)采用3.3V電壓供電，模擬電源和數(shù)字電源分別供電。
[0036]本【具體實(shí)施方式】的優(yōu)點(diǎn)及功效在于:具有測(cè)量精度高(電壓測(cè)量精度0.01V、電流測(cè)量精度0.01mA)、智能化程度高、成本低廉、線路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于在電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行推廣采用。
[0037]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表，其特征在于它包括C8051F單片機(jī)(I)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(2)、電壓電流取樣模塊(3)、LED顯示模塊(4)、通信模塊(5)、電源模塊(6)；C8051F單片機(jī)(I)內(nèi)設(shè)置有A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(2)，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(2)與電壓電流取樣模塊⑶連接；LED顯示模塊⑷、通信模塊(5)、電源模塊(6)均與C8051F單片機(jī)⑴連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表，其特征在于所述的電源模塊(6)的供電電壓為+5V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表，其特征在于所述的C8051F單片機(jī)(I)與LED顯示模塊(4)的連接是動(dòng)態(tài)顯示方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表，其特征在于所述的通信模塊(5)是RS232通信模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于C8051F單片機(jī)的直流電壓流表，其特征在于所述的C8051F單片機(jī)(I)是C8051F350單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK204142834SQ201420633777
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】楊金泉 申請(qǐng)人:唐山學(xué)院