松翰单片机在无源数字电压表上的应用

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【摘要】采用特有RISC结构的松翰单片机在设计无源数字电压表的过程中得到了很好的应用，在不用外加电池的情况下的电压表头测试电动车电瓶电压和充电器电压效果很好，全程电压测试值与高档万用表相比毫无逊色，并且结构简化易应用，电路占有空间很小。表头本身耗电微弱，在应用到测试电瓶、充电器、电机、控制器等部件过程中，不影响测试精度。

【关键词】电压；无源；LCD；单片机；程序；软件流程；电动车维修仪

近年来，我国电动车行业维持高速发展，但是电动车维修仪器甚少，适用维修仪器的电压表头市场也很少见。现有测试仪器中的电压表头以ICL7106，ICL7107 ICL7135等芯片为主，这些芯片的特点是要用叠层电池供电，若采用被测试的同一电源时易产生相互干扰现象，在电动车专业维修仪中很难推广应用，如在手持式充电器检测仪、控制器检测仪、单电瓶放电检测仪等设计中就很难将仪表做的得心应手。采用单片机控制测量使得仪器仪表数字化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大，另外随单片机性能的改进，应用的领域越来越多，特别是松翰单片机采用RISC结构，采用被测试的同一电源时不会出现相互干扰现象。此仪表也正是在这种情况下进行开发设计的。

1 电压检测原理及仪器概述

无源电压表头采用LCD显示，便于小型化设计，在显示面上有V、A字样显示，表示测试值是电压还是电流；有一位小数和两位小数点位置切换，可以测试不同范围的电压值，最大测试电压范围O～199.9V（分压后输入单片机口），电路主要由输入通道、降压电阻、滤波电路、输入保护电路、电压基准电路组成，在毫秒级时间范围内不断地采样，输入到单片机模拟输入口，在单片机内与基准电压比较，产生的数据在程序中进行一系列处理，将处理后的数据送到LCD中显示。4位液晶显示器可带有V/A字样，以表示测量的值是电压还是电流，如图一所示。

2 硬件组成及单片机的选择：

松翰单片机应用RISC混合信号处理器，不仅具有低功耗的性能，而且可以方便的连接至模拟信号、传感器和数字组件，这使得其具有其他单片机无可比拟的优点。因此单片机选用了Sn8p2711A。

单片机的电路如图二所示，相关说明如下：取被测试的输入电源极微弱的一部分供单片机使用，本身被测试的输入电压大于5V，也可以输入大于5V的辅助电压供给电路，以便保证测试精度。经分压后的电压信号范围：O～2000mY。电压采集信号通过R9输入到单片机的10脚，最高输入不超过2，000V，C3、C4、R7是输入电压滤波，C1、C2、C5、C6是基准电压滤波，R1是DWl稳压管的限流电阻，R2、PRl、R8组成了基准电压的分压电路，RPl微调输入基准电压，输入显示值与标准电压表对比有误差时，可以调节RP1中心触点的位置；WR、SDA、CS是单片机与液晶显示驱动FL602F之间的通讯脚，6脚是一位小数或二位小数切换的输入电平，7脚是字符A、V之间的电平切换。绑定芯片FL602F的39至48脚是接LCD（真值表略），R3调节LCD的亮度。

3 单片机程序流程：

单片机的软件设计采用模块化的设计思路。程序流程图如图三五所示。单片机初始化完成后，进入主程序循环，LCD刷新子程序和模拟输入子程序的流程较简略，在此不再赘述。

注意：模拟采样数据放在ADB、ADR两寄存器中，要处理变换成11位的数据。

滤波采样数N取得大的话，LCD数字刷新会变慢，N值太小最后一位数字会闪动平凡。

4 结束语

实践证明利用松翰单片机Sn8p2711A设计的无源电压表具有抗干扰强，省略电池和占有的空间，结构简化、使得应用仪表做的更小、更灵巧等优点。试验证明该电压表头可以在恶劣的干扰环境下（简易的开关电源充电器有较强的干扰源）进行使用。因此可以被广泛应用在电动车维修仪器上、进行维修现场在线测量；应用在手持式维修仪上，极大地提高了维修人员的工作效益。另外，该表头也为测量其它类似场合下的电压电流值提供了一种行之有效的设计方法。