單片機(jī)電流檢測電路圖（一）

高精度直流電壓比的單片機(jī)測量電路設(shè)計(jì)

本文介紹的測量電路，具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。該測量電路和程序已實(shí)際應(yīng)用于壓敏電阻的非線性指數(shù)α的測試儀表中。這里的α=1/log（V1/V2）。

MAXIMICL7135簡介

MAXIMICL7135是CMOS單片4（1/2）位（十進(jìn)制）雙積分型高精度A/D轉(zhuǎn)換器，除基準(zhǔn)電壓、顯示驅(qū)動(dòng)器和時(shí)鐘之外，還包括雙積分式轉(zhuǎn)換器所需的全部有源器件，具有自動(dòng)校零和自動(dòng)極性轉(zhuǎn)換功能。MAXIMICL7135的封裝形式為DIP28，引腳功能如表1所列。

MAXIMICL7135每個(gè)測量周期包括三個(gè)階段：從啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換開始為“自動(dòng)校零（A/Z）”階段，時(shí)間長度固定為10001TCL。TCL為外加時(shí)鐘周期。其后，為對被測電壓信號積分（INT）階段，持續(xù)時(shí)間10000TCL。最后，為對基準(zhǔn)電壓反向積分（DE）階段，持續(xù)的時(shí)間與被測電壓信號大小有關(guān)，最大為20001TCL。一個(gè)完整的轉(zhuǎn)換周期需要40002個(gè)時(shí)鐘脈沖，如圖1所示。

直流電壓比的測量方法及硬件電路

通常，直流電壓比的測量方法是將兩模擬量V1、V2分別經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，再進(jìn)行浮點(diǎn)除運(yùn)算。這樣做，不僅實(shí)現(xiàn)的電路復(fù)雜，速度慢，而且兩次測量后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理將會(huì)產(chǎn)生積累誤差，影響精度。我們采用1片MAXIMICL7135芯片，經(jīng)1個(gè)測量周期后，就可直接得到V1/V2的值。

根據(jù)雙積分ADC的原理，調(diào)零階段后，首先對被測模擬信號V1積分（采樣階段），即對積分電容CINT充電，經(jīng)過時(shí)間t1后，有

據(jù)式（3），若把被測模擬電壓V2作為基準(zhǔn)電壓輸入，則可得V1/V2即為采樣階段和測量階段所需的振蕩脈沖個(gè)數(shù)之比。由圖1可知，當(dāng)被測電壓V1積分階段一開始，BUSY端即輸出高電平，并一直維持到積分器過零后的第一個(gè)振蕩脈沖（在過量程時(shí)，其高電平保持到轉(zhuǎn)換周期結(jié)束）。所以，只要測出BUSY信號維持為高電平期間振蕩脈沖的個(gè)數(shù)，而N=10000，則可得NX。直流電壓比的實(shí)用測量電路如圖2所示，由單片機(jī)AT89C2051、A/D轉(zhuǎn)換器MAXIMICL7135和顯示電路（圖中未畫出）組成。將R/H與P1.0連接，實(shí)現(xiàn)程序啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。STB與P3.2（INT0）引腳連接，用第一個(gè)STB負(fù)脈沖作為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，并向CPU請求中斷。BUSY與P3.3（INT1）引腳連接，使AT89C2051內(nèi)部定時(shí)器T1對時(shí)鐘信號CLK的計(jì)數(shù)受BUSY的控制。若單片機(jī)的fOSC=12MHz，則ALE引腳輸出的2MHz信號經(jīng)74LS161構(gòu)成的8分頻電路，得到頻率為250kHz的信號作為MAXIMICL7135的時(shí)鐘。本電路測量范圍：V1/V2《2（0.0000~1.9999）。

軟件設(shè)計(jì)

主程序完成初始化、啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示，AT89C2051的定時(shí)器T1工作在方式1，對外部事件計(jì)數(shù)，外中斷0工作在邊沿觸發(fā)方式。外中斷0的中斷服務(wù)程序完成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀出、處理工作。圖3、圖4分別為主程序和中斷服務(wù)程序流程圖，另外，給出初始化程序段。