如何使用單片機(jī)進(jìn)行智能數(shù)字交流毫伏表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　介紹了一種基于單片機(jī)和測(cè)量電壓真有效值方案設(shè)計(jì)的智能數(shù)字交流毫伏表 。它能精確測(cè)量任意波形的低頻模擬周期信號(hào)并同時(shí)顯示其有效值和分貝值。具有智能量程轉(zhuǎn)換功能。

　　在電氣測(cè)量中 ，電壓是一個(gè)很重要的參數(shù) 。如何準(zhǔn)確地測(cè)量模擬信號(hào)的電壓值， 一直是電測(cè)儀器研究的內(nèi)容之一 。目前所用的模擬電壓表多為平均值檢波，存在測(cè)量非正弦信號(hào)誤差較大 、測(cè)量小信號(hào)時(shí)漂移較大的問(wèn)題 ，致使儀器靈敏度受到限制 。本文討論的智能數(shù)字交流毫伏表則采用積分式放大檢波方案， 從原理上克服了模擬電壓表的缺陷。而且在具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中有效地保證了儀器的靈敏度 。

　　對(duì)于頻率在 10 Hz ～ 2 M Hz 范圍內(nèi)的任意波形交流模擬信號(hào)，本設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)模擬電壓表的一般功能（單/雙通道測(cè)量及顯示）的基礎(chǔ)上，還擴(kuò)展了智能選擇量程進(jìn)行測(cè)量的功能 ，整個(gè)測(cè)壓范圍達(dá)到 0 .01 mV ～ 300 V ，靈敏度保證在 10 μV 級(jí) 。采用兩塊液晶可同時(shí)顯示電壓值 、分貝值以及所需的其它字符 ，讀數(shù)簡(jiǎn)單方便。液晶可顯示的最大分辨率為 0 .01 mV 。

　　設(shè)計(jì)的硬件部分共包括衰減及放大 、真有效值直流（RM S-DC）變換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機(jī)控制、液晶顯示及按鍵選擇控制等 5 個(gè)主要組成部分。設(shè)計(jì)的總體思路是首先將濾波后的模擬信號(hào)通過(guò)衰減放大電路將電壓值轉(zhuǎn)換到 RMS-DC 變換器的工作電壓范圍內(nèi) ，然后讓變換結(jié)果通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后直接進(jìn)入單片機(jī) ，經(jīng)軟件部分的相應(yīng)處理后送液晶顯示 。若輸入的被測(cè)信號(hào)電壓不在合適的量程之內(nèi) ， 單片機(jī)經(jīng)過(guò)判斷后控制微型繼電器對(duì)衰減放大電路作相應(yīng)的調(diào)整， 以實(shí)現(xiàn)儀器智能轉(zhuǎn)換量程的功能， 并起到了保護(hù)后續(xù)電路的作用。原理框圖如圖 1 所示 。