一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀制造技術

一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，包括硬件部分與軟件部分，其中硬件部分包括A/D轉換電路、單片機、時鐘電路、復位電路及計算機接口五個單元，單片機控制A/D轉換電路進行數據采集，時鐘電路及復位電路分別為單片機提供時鐘信號及復位檢測，計算機接口負責與計算機的通信與連接；軟件部分包括單片機采集通信主程序、中斷服務子程序和采集子程序。本發明專利技術以單片機為主體，能夠與計算機實現通信，既可以完成測量數據的傳遞，又可借助計算機做測量數據的處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電子儀器領域，涉及一種電壓測量儀，特別是一種以單片機為主體，且能夠實現與計算機通信的數字式電壓測量儀器。
技術介紹
數字電壓測量儀的設計和開發，已經有多種類型和款式。傳統的數字電壓測量儀各有特點，它們適合在現場做手工測量，要完成遠程測量并要對測量數據做進一步分析處理，傳統數字電壓表是無法完成的。
技術實現思路
為了解決現有電壓測量儀的不足，本專利技術提供了一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，它以單片機為主體，能夠與計算機實現通信，既可以完成測量數據的傳遞，又可借助計算機做測量數據的處理。本專利技術硬件部分包括A/D轉換電路、單片機、時鐘電路、復位電路及計算機接口五個部分，單片機控制A/D轉換電路進行數據采集，時鐘電路及復位電路分別為單片機提供時鐘信號及復位檢測，計算機接口負責與計算機的通信與連接。本專利技術軟件部分包括單片機采集通信主程序、中斷服務子程序和采集子程序。本專利技術的A/D轉換電路使用集成式A/D轉換器，其內部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內部時鐘和三態緩沖數據輸出等部件，只需要很少的外部元件就可以構成完整的數據采集系統。本專利技術的計算機接口采用RS232標準串行接口，其采用9針串口 DB9，串口傳輸數據只要有接收數據針腳和發送針腳就能實現同一個串口的接收腳和發送腳直接用線相連，兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。為了使更方便的檢測到本專利技術采集數據的情況，可以在單片機上外接一個LED，當單片機有端口輸出時，LED發光以顯示。附圖說明圖1是本專利技術的總體框圖；圖2是單片機采集通信主程序的流程圖；圖3是中斷服務子程序的流程圖；圖4是采集子程序的流程圖。圖中1.單片機，2. A/D轉換電路，3.時鐘電路，4.復位電路，5. RS232接口。 具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步的說明。如圖1所示，本專利技術硬件主要包括單片機(1)、A/D轉換電路O)、時鐘電路(3)、復位電路(4)和RS232接口(5)。單片機(1)的優化選擇為AT89S51芯片，A/D轉換電路⑵的優化選擇為AD678集成式A/D轉換芯片。通過RS232串行口與PC進行通信，傳送所測量的直流電壓數據。AD678是一種高檔的、多功能的12位ADC，由于其內部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內部時鐘和三態緩沖數據輸出等部件，所以只需要很少的外部元件就可以構成完整的數據采集系統，而且一次A/D轉換僅需要5ms。在電路應用中，AD678采用同步工作方式，12位數字量輸出采用8位操作模式，即 12位轉換數字量采用兩次讀取的方式，先讀取其高8位，再讀取其低4位。根據時序關系， 在芯片選擇/CS = 0時，轉換端/SC由高到低變化一次，即可啟動A/D轉換一次。再查詢轉換結束端/E0C，看轉換是否已經結束，若結束則使輸出使能/OE變低，輸出有效。12位數字量的讀取則要控制高字節有效端/HBE，先讀取高字節，再讀取低字節。整個A/D操作大致如此，在實際開發應用中調整。由于電路中采用AD678的雙極性輸入方式，輸入電壓范圍是_5 +5V，根據公式 VxIO (V)/4096 ,即可計算出所測電壓Vx值的大小。式中Dx為被測直流電壓轉換后的12位數字量值。RS232接口電路的設計AT89S51與PC的接口電路采用芯片Max232。Max232是德州儀器公司(Tl)推出的一款兼容RS232標準的芯片。該器件包含2個驅動器、2個接收器和1個電壓發生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。Max232芯片起電平轉換的功能，使單片機的TTL電平與PC的RS232電平達到匹配。串口通信的RS232接口采用9針串口 DB9，串口傳輸數據只要有接收數據針腳和發送針腳就能實現同一個串口的接收腳和發送腳直接用線相連，兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。如圖2所示，單片機采集通信主程序的流程為a)初始化；b)設置單片機的TMOD、THl、TLl參數；c)執行定時器TO初始化設置，設置TMOD、ΤΗ0, TLO參數；d)開定時器TO中斷；e)延時等中斷；f)從串行口處接受來自計算機的數據；g)通過串行口向計算機發送數據；h)返回e)，等待下一次中斷。如圖3所示，中斷服務子程序的流程為a)通過中斷入口調用中斷服務子程序；b)重置定時器TO初值，設置THO和TLO ；c)調用采集子程序；d)返回主程序。如圖4所示，采集子程序的流程為；a)啟動A/D轉換；b)判斷轉換是否結束，當轉換結束后，開始允許采集量輸出；c)數據讀人；d)數據轉換處理。本專利技術所有單片機程序都是使用C++語言編寫，具有具有編碼效率高，可維護性好，便于實現模塊化設計，可根據用戶的需求方便地對功能模塊進行裁剪等優點。以上是對本專利技術的說明而非限定，基于本專利技術思想的其他實施方式，均在本專利技術的保護范圍之內。權利要求1.一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，包括硬件部分和軟件部分，其特征是， 硬件部分由A/D轉換電路、單片機、時鐘電路、復位電路及RS232接口五個單元組成，單片機控制A/D轉換電路進行數據采集，時鐘電路及復位電路分別為單片機提供時鐘信號及復位檢測，RS232接口負責與計算機的通信與連接；軟件部分包括單片機采集通信主程序、中斷服務子程序和采集子程序。2.根據權利要求1所述的一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，其特征是，所述采集通信主程序的流程為a)初始化；b)設置單片機的TMOD、THl、TLl參數；c)執行定時器TO初始化設置，設置TMOD、ΤΗ0,TLO參數；d)開定時器TO中斷；e)延時等中斷；f)從串行口處接受來自計算機的數據；g)通過串行口向計算機發送數據；h)返回e)，等待下一次中斷。3.根據權利要求1所述的一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，其特征是，所述中斷服務子程序的流程為a)通過中斷人口調用中斷服務子程序；b)重置定時器TO初值，設置THO和TLO；c)調用采集子程序；d)返回主程序。4.根據權利要求1所述的一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，其特征是，所述采集子程序的流程為a)啟動A/D轉換；b)判斷轉換是否結束，當轉換結束后，開始允許采集量輸出；c)數據讀人；d)數據轉換處理。5.根據權利要求1所述的一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，其特征是，所述單片機為AT89S51芯片。6.根據權利要求1所述的一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，其特征是，所述A/D轉換電路為集成式A/D轉換芯片AD678。7.根據權利要求1所述的一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，其特征是， RS232接口采用Max232芯片。全文摘要一種基于單片機及計算機通信的電壓測量儀，包括硬件部分與軟件部分，其中硬件部分包括A/D轉換電路、單片機、時鐘電路、復位電路及計算機接口五個單元，單片機控制A/D轉換電路進行數據采集，時鐘電路及復位電路分別為單片機提供時鐘信號及復位檢測，計算機接口負責與計算機的通信與連接；軟件部分包括單片機采集通信主程序、中斷服務子程序和采集子程序。本專利技術以單片機為主體，能夠與計算機實現通信，既可以完成測量數據的傳遞，又可借助計算機做測量數據的處理。文檔編號G01R19/25GK102478600SQ20101055950公開日2012年5月30日本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐小科，何兵，
申請(專利權)人：上海復萊信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：