1、摘摘 要要 电学参量测量技术涉及范围广， 特别是电压、 电流表广泛适用于学校、 工业、 科研、国防等各种领域，供实验室和工业现场测试用。随着电子技术的发展，在 数字化、智能化、科技化为主的今天，数字化电流表已成为电流表设计的主要方 向，在当前电流测量系统心中占有非常重要的位置。本设计主要采用 AT89C52 芯片和 ADC0808 芯片来完成一个直流数字电流表的设计.有 10A、1A、100mA 三 档量程的切换,该量程切换是通过按键来完成的。测量的结果通过一个 4 位一体 的 8 段数码管进行显示。此电流表有三个部分组成:A/D 转换模块、数据处理模 块、显示模块。A/D 转换主要由 ADC
2、0808 来完成,它负责把采集到的模拟量转换 为相应的数字量,再传到数据处理,进行标度变换,最后处理好的数据送数码管显 示. 关键词： 数字电流表 AT89C52 A/D 转换 LED 显示 2 正正 文文 一、一、 系统硬件系统硬件设计设计 1.1 硬件设计框图 1.2 数字电流表的工作原理 用单片机及其扩展的外部电路先做成一个理想电压表3， 图 1 中用 G 表示。 由于通常所 说的电流表是指灵敏电流计其量程太小， 不能直接测量电流， 仅用于检测有无电流和电流的 方向， 所以要想得到一个有多量程或量程较大的电流表需要将一个理想电压表改装而成。 本 设计是用一个内阻视为无穷大的电压表并联分流
3、电阻而成的数字电流表。 待测电流 I 随搬动 开关 K 的位置而流过 R1 或 R2，因而本电流表的两个量程就取决于 G 的满量程电压和 R1、 R2 的阻值，记 G 的满量程电压为 Ug，根据欧姆定律 Ug=RgIg，若 Ug 和 Rg 已知则 Ig 就是 电流表的满量程电流。 图 1.2.1 数字电流表的基本原理 1.3 防反接保护、过流保护电路 用二极管作为防反接保护，如果电流反向因为二极管的作用所以电路就不会导通。用 熔断器做过流保护,一但输入的电流大于设定的值后熔断器就会自动断开。电路如图 2 所 示: 放 大 电 路 采样 A/D 转换 器 及 其 外 围电路 单片机 LED 数
4、码管 独 立 式 按 键 量 程 选 择 3 图 1.3.1 过流、防反电路 1.4 量程选择及量程显示 方案一、采用纯硬件搭建技术，利用元器件组成量程转换电路。特点：所有硬件多，成本 相对较高，但可以简化软件编程及调试。 方案二：采用纯软件编程技术。特点：硬件简单，但编程相对复杂。 方案三：采用软硬件结合的方法。特点：软硬件结合不禁硬件简单，软件编程编程也不算 复杂。 考虑到本设计的量程有三个档位变化，编程相对简单且为节省硬件成本故采用方案三。 本系统量程的选择通过按键来实现. . 通过判断哪个按键按下来选择量程,以及通过实现发光二极管来显示当前量程。电路如 图 3 所示：. 图 1.4.1 独立式键盘的量程选择 1.5 I/V 转换、放大及滤波 在调理电路里，为了使信号不被电路噪声所淹没，放大器要设置在滤波器的前面，这 样有利于减少电路的等效噪声即提高了电路接受信号的能力。 因为 ADC0808 的输入是电压信号所以在 A/D 转换前要进行 I/V 转换，放大器的输入端为 同项端，其放大倍数为ioYUYU)2R1(R1 。通过 CD4ioYUYU)2R1(R
