如何使用單片機進行智能數(shù)字交流毫伏表的設(shè)計與實現(xiàn)

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

　　在電氣測量中 ，電壓是一個很重要的參數(shù) 。如何準確地測量模擬信號的電壓值， 一直是電測儀器研究的內(nèi)容之一 。目前所用的模擬電壓表多為平均值檢波，存在測量非正弦信號誤差較大 、測量小信號時漂移較大的問題 ，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)計和實現(xiàn)過程中有效地保證了儀器的靈敏度 。

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

　　設(shè)計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、單片機控制、液晶顯示及按鍵選擇控制等 5 個主要組成部分。設(shè)計的總體思路是首先將濾波后的模擬信號通過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)果通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后直接進入單片機 ，經(jīng)軟件部分的相應(yīng)處理后送液晶顯示 。若輸入的被測信號電壓不在合適的量程之內(nèi) ， 單片機經(jīng)過判斷后控制微型繼電器對衰減放大電路作相應(yīng)的調(diào)整， 以實現(xiàn)儀器智能轉(zhuǎn)換量程的功能， 并起到了保護后續(xù)電路的作用。原理框圖如圖 1 所示 。