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下面是本大类最初的项目开发准备资料:
电路组成简单介绍:
单片机:
使用带 12 位AD转换功能的 SN8P2714x 系列芯片.主要特性如下:
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存储器配置
OTP ROM：2K * 16 bits.
RAM：128 * 8 bits
8 层堆栈缓存器
I/O 引脚配置
单向输入：P0
双向输入输出：P2, P4, P5
唤醒功能：P0 电平变换触发
外部中断：P0
上拉电阻：P0, P2, P4, P5
P4 引脚和ADC 输入共享
6 通道12 位AD 转换
功能强大的指令集
一个指令周期就是一个时钟周期(1T)
大部分指令的执行时间均为一个周期
查表指令（MOVC）可直接寻址整个ROM 区
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4 个中断源
2 个内部中断：TC0, TC1
2 个外部中断：INT0, INT1
2 个8 位定时/计数器
TC0：自动加载定时/计数器/PWM0/Buzzer 输出
TC1：自动加载定时/计数器/PWM1/Buzzer 输出
内置看门狗定时器
系统时钟和操作模式
外部高速时钟：RC 最大10 MHz
外部高速时钟：晶体最大16 MHz
内部低速时钟：RC 16KHz(3V), 32KHz(5V)
普通模式：高低速时钟均运行
低速模式：仅低速时钟运行
睡眠模式：高低速时钟均停止
封装：SKDIP 20pins, SOP20pins,SSOP20 pins
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双电路封装的运算放大器:
电路中使用高输入阻抗的 TL062 ,根据不同使用场合,可以更换引脚封装相同的其它型号放大器.它主要承担信号的前置放大或者交流测量中的
AC-DC 平均值转换.
其它芯片:
74HC164,也可以使用 74LS164.主要负责数码管的笔段驱动,属于单片机端口的串转并扩展输出端口应用.
24C02 电存储器,负责保存用户设置的上下限,小数点位置等数据.如果涉及到需要延时控制,则包括延时数据也会保存在内.
电路的整体参数:
显示:
000～999(可以根据量程范围任意使用按键来移动小数点).
输入信号:
小信号输入交流或者直流:0～200mV,然后经过放大器放大到符合量程需要的幅度再送到单片机的
AD 输入.
大信号输入交流或者直流:0～2V.
如果是交流信号输入,则需要通过 AC-DC 平均值转换之后才输入直流信号通道.
传感器输入:按照各种传感器来设置前置放大器的放大倍数,同时单片机的程序也会相应不同.
印刷板上安排有各种跳接插头,以方便上面各种信号的连接.
提示:
这里的多功能电路指的仅仅是原理图和印刷板图等硬件通用,而单片机程序则会根据具体用途而有所不同.这样做可以减轻单位电路的成本.仅仅更换单片机就可以进行方便更改用途.
具有 3 个端口担任超限输出,根据不同用途进行组合,可以满足大多数场合的应用.
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下面主要介绍几种主要应用:
1.电压测量:
可以通过放大器实现小信号测量,或者旁路放大器进行大信号测量.如果是交流信号,则必须先经过
AC-DC 转换.各种电压信号的输入可以使用电阻串联分压来满足显示与信号的对应关系.也可以调整放大器的放大倍数来实现这种调整,例如输入
1V 显示 1000 个字,或者输入 2V 显示 200 个字等等.
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由于电压表要求有高的输入阻抗,因此,串联分压电阻的阻值选择应该大一些.至少不要小于
20KΩ/V.
2.电流测量:
电流测量的先天特性就是串联方式,因此,输入阻抗越小越好.必须使用温度系数小的鏮铜电阻,可以通过放大器实现小信号测量,或者旁路放大器进行大信号测量.如果是交流信号,则必须先经过
AC-DC 转换.各种电流强度的信号输入可以调整放大器的放大倍数来实现这种调整,例如输入
10A 显示 1000 个字,或者输入 200mA 显示 200 个字等等.
由于电流表要求有低的输入阻抗,因此,输入电阻的阻值选择应该小一些.最大不要大于
0.2V/A=Ω.
3.传感器输入:
这种方式主要应用于测量压力,温度,湿度等等.电路软硬件均会有对应的调整.
4.标准电压信号或者电流信号的输入:
标准电压信号的输入经常有 0～5V,1～5V 或者 0～10V
等.按照通用电压输入方法来处理输入关系就可以.仅仅是输入不是从
0V 起步的信号,则由单片机程序在内部计算时减去这个不是零输入的零点读数就可以了.
对于电流信号的输入也是有 4～20mA,0～20mA 等,也是可以通用按照电流信号来处理它们,仅仅对零信号而输入不是零的输入,由单片机程序来减去它们.无需再从硬件去安排"抵消",或者放大器反相输入一个同等信号等麻烦方法.
本电路有把动作值保持显示(或者保存起来)的重要功能:
测量控制电压或者电流,信号来的位置基本上都有两大类:一是信号源自源头端,另一是信号源自负载端.如果信号来自源头,那么,在控制动作后(例如切断供电电路),信号源依然存在,如果信号来自负载端,那么.一旦切断电路,就会连信号也丢失了.---这种丢失信号,对需要观察测控何值动作来说,需要时刻盯着是不可能的事.特别是电流信号,随着控制动作切断电流,仪表会立即显示
0 ,即使信号源自源头也是一样.
因此,本电路有一个重要的功能:就是可以把动作值保持显示(或者保存起来).可以随时查看.
本电路有延时 0～120S
(分度0.5S)动作的重要功能:
许多时候,虽然被测量的数据已经超限,但是,并不一定需要立即动作.或者说,这种超限仅仅是"警告"而不是"斩立决"!可是,由于被控对象的重要性,这种警告为时仅仅容许很短,否则可能发生不可思议的后果!这时候,就需要使用控制延时动作(例如变电站过流跳闸).---如果不需要这种延时,那么,把延时时间设置在
0 就是了.(系统默认控制动作延时=0).
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用户设置操作时屏幕显示的提示符号:
设置各种控制数据时,屏幕会显示相应的符号来表示当前的操作,具体如右图:
其中,符号后跟着有 0,1,2,3...等数字的,是区别有多个参数需要设置的情况.例如:H0,H1,H2
就对应 0 号输出的上限值,1 号输出的上限值,2 号输出的上限值,以此类推.
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公布电气原理图和印刷板图,其中,印刷板图是针对
48*96mm 仪表外壳尺寸设计的.
本项目已经完成电流表头(交流或者直流)的开发,有关其它测量种类的详细信息,请留意浏览后续内容.
欢迎各仪表生产,经营,应用的单位和个人友好合作,本开发部将提供有力的支持
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