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如何使用单片机进行智能数字交流毫伏表的设计与实现
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介绍了一种基于单片机和测量电压真有效值方案设计的智能数字交流毫伏表 。它能精确测量任意波形的低频模拟周期信号并同时显示其有效值和分贝值。具有智能量程转换功能。
在电气测量中 ，电压是一个很重要的参数 。如何准确地测量模拟信号的电压值， 一直是电测仪器研究的内容之一 。目前所用的模拟电压表多为平均值检波，存在测量非正弦信号误差较大 、测量小信号时漂移较大的问题 ，致使仪器灵敏度受到限制 。本文讨论的智能数字交流毫伏表则采用积分式放大检波方案， 从原理上克服了模拟电压表的缺陷。而且在具体设计和实现过程中有效地保证了仪器的灵敏度 。
对于频率在 10 Hz ～ 2 M Hz 范围内的任意波形交流模拟信号，本设计在实现传统模拟电压表的一般功能（单/双通道测量及显示）的基础上，还扩展了智能选择量程进行测量的功能 ，整个测压范围达到 0 .01 mV ～ 300 V ，灵敏度保证在 10 μV 级 。采用两块液晶可同时显示电压值 、分贝值以及所需的其它字符 ，读数简单方便。液晶可显示的最大分辨率为 0 .01 mV 。
设计的硬件部分共包括衰减及放大 、真有效值直流（RM S-DC）变换、模数转换、单片机控制、液晶显示及按键选择控制等 5 个主要组成部分。设计的总体思路是首先将滤波后的模拟信号通过衰减放大电路将电压值转换到 RMS-DC 变换器的工作电压范围内 ，然后让变换结果通过模数转换后直接进入单片机 ，经软件部分的相应处理后送液晶显示 。若输入的被测信号电压不在合适的量程之内 ， 单片机经过判断后控制微型继电器对衰减放大电路作相应的调整， 以实现仪器智能转换量程的功能， 并起到了保护后续电路的作用。原理框图如图 1 所示 。
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