CN203069666U - 智能高精度数字式电压表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能高精度数字式电压表，包括用于引入被测电压并在被测电压超过预设值时将被测电压进行降压处理的换挡电路、用于接受换挡电路传送的模拟电压信号并将模拟电压信号转化为数字电压信号的A/D转换器、用于接收A/D转换器传送的数字电压信号并对数字电压信号进行处理后传送给显示电路的单片机和用于接收单片机传送的电压值并显示该电压值的显示电路；换挡电路、A/D转换器和显示电路均与单片机相连接；换挡电路还包括降压模块。本实用新型的智能高精度数字式电压表，具有可扩展性能好、性价比高、成本低、显示直观等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能高精度数字式电压表。
背景技术
数字式电压表是一种可将电压转换为数字进行直接显示的电压测量仪表，其具有显示直观、使用方便等优点。在现有技术中，数字式电压表一般采用PLD器件作为主控部件，这种电压表存在有扩展性上比较受局限、占用的资源也多、成本比较高等问题。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种智能高精度数字式电压表，以提高电压表的可扩展性能、降低电压表的成本。
本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。
智能高精度数字式电压表，其结构特点是，包括用于引入被测电压并在被测电压超过预设值时将被测电压进行降压处理的换挡电路、用于接受换挡电路传送的模拟电压信号并将模拟电压信号转化为数字电压信号的A/D转换器、用于接收A/D转换器传送的数字电压信号并对数字电压信号进行处理后传送给显示电路的单片机和用于接收单片机传送的电压值并显示该电压值的显示电路；所述换挡电路、A/D转换器和显示电路均与所述单片机相连接；所述换挡电路还包括用于在被测电压超过预设值时对被测电压进行降压处理的降压模块。
本实用新型的智能高精度数字式电压表还具有以下技术特点。
所述A/D转换器为TLC549A/D转换器。
所述换挡电路包括继电器RL1、三极管Q1、运算放大器U3、运算放大器U4和运算放大器U5。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
本实用新型的智能高精度数字式电压表，具有以下几个方面的优点：
1）采用AT89C52单片机芯片作为控制部分，单片机有丰富的中断源，它的准确度相当高，并且C语言的灵活运用，给编程带了方便。单片机的I/0功能也比较强大，容易对其进行扩展，使设计更加完善。此外单片机的成本比较低；综上所述，AT89C52资源丰富，程序编写也灵活简单，性价比也高，所以选择AT89C52作为主控芯片；
2）采用12864液晶显示屏；12864液晶也是一种工业字符型液晶，它不仅能够显示1602液晶可以显示的字符、数字等信息，而且还可以显示8*4个中文汉字和一些简单的图片，显示信息也非常的清楚。使用时也直接编写软件程序按一定的时序驱动即可。
3）采用TLC549作为A/D转换器，它是一种低价位、高性能的8位A/D转换器，它以8位开关电容逐次逼近的方法实现A/D转换，其转换速度低于17us，最大转换速率为40000HZ，具有转换精度高、速度快的优点。
本实用新型的智能高精度数字式电压表，具有可扩展性能好、性价比高、成本低、显示直观等优点。
附图说明
图1为本实用新型的智能高精度数字式电压表的结构框图。
图2为本实用新型的智能高精度数字式电压表的换挡电路的电路图（1）。
图3为本实用新型的智能高精度数字式电压表的换挡电路的电路图（2）。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图1～图3，智能高精度数字式电压表，包括用于引入被测电压并在被测电压超过预设值时将被测电压进行降压处理的换挡电路、用于接受换挡电路传送的模拟电压信号并将模拟电压信号转化为数字电压信号的A/D转换器、用于接收A/D转换器传送的数字电压信号并对数字电压信号进行处理后传送给显示电路的单片机和用于接收单片机传送的电压值并显示该电压值的显示电路；所述换挡电路、A/D转换器和显示电路均与所述单片机相连接；所述换挡电路还包括用于在被测电压超过预设值时对被测电压进行降压处理的降压模块。
被测的模拟电压信号通过换挡电路引入，如果被测电压不超过预设值（该预设值根据A/D转换器的采集电压的上限调整），那么换挡电路直接将被测的模拟电压信号传送给A/D转换器；如果被测电压超过了预设值，由换挡电路的降压模块对被测电压进行1/2降压处理，将被测电压降低一半后传送给A/D转换器；同时，换挡电路传送给单片机一个信号，该信号表明被测电压是经过降压1/2处理的。A/D转换器接收换挡电路传送的模拟电压信号，进行电压信号的数模转换，将该模拟电压信号转化为相应的数字电压信号，并将该数字电压信号传送给单片机。单片机将数字电压信号经过处理，如果是经过降压处理的再将电压扩大一倍，然后传送给显示电路，由显示电路的液晶显示器对电压值进行显示。
本实用新型的智能高精度数字式电压表，采用AT89C52作为主控制***，LCD1602液晶作为显示部分，TLC549作为A/D转换模块。输入的模拟电压由换挡电路进行判断，如果小于5v，则直接送入A/D转换芯片进行采集，转换后得到的数字电压由显示模块进行显示。如果大于5V，则由换挡电路作二分之一降压处理，并将处理后的电压送入A/D转换芯片进行采集，同时单片机通过换挡电路得知此次电压大于5V，在程序中将采集后的电压扩大一倍后送入显示部分进行显示，从而得到真实的电压显示数值。
所述A/D转换器为TLC549A/D转换器。
TLC549是8位串行A/D转换器芯片，可与通用微处理器、控制器通过CLK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。具有4MHZ片内***时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17us，TLC549为4000次/s。总失调误差最大为±0.5LSB，典型功耗值为6mW。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围。
所述换挡电路包括继电器RL1、三极管Q1、运算放大器U3、运算放大器U4和运算放大器U5。
由于A/D转换器TLC549采集电压的上限是+5V，而本实用新型的电压表的测试电压范围为0～10V，所以需要换挡电路的降压模块将5V～10V的电压进行比例缩小，以供TLC549进行采集。换挡电路主要有集成运放和继电器组成，其硬件电路的设计分别如图2和图3所示。
如图2和图3，首先模拟输入电压（in）经集成运放（U3）进行比较，如果小于5V,则out端为低电平，三极管Q1不导通，in与ain接通，输入电压直接接到TLC549，经转换后在显示屏上予以显示。如果输入电压大于5V，则out端为高电平，三极管Q1导通，继电器的弹片被吸引过来，a与ain 接通，而a 是由输入电压经比例运算电路（U4和U5组成）缩小一半所得，其电压范围在0-5v之间，在TLC549的采集范围之内，然后在程序中将这部分电压扩大一半然后，在显示屏上予以显示即可得到真实的电压值。
Claims (3)
1.智能高精度数字式电压表，其特征是，包括用于引入被测电压并在被测电压超过预设值时将被测电压进行降压处理的换挡电路、用于接受换挡电路传送的模拟电压信号并将模拟电压信号转化为数字电压信号的A/D转换器、用于接收A/D转换器传送的数字电压信号并对数字电压信号进行处理后传送给显示电路的单片机和用于接收单片机传送的电压值并显示该电压值的显示电路；所述换挡电路、A/D转换器和显示电路均与所述单片机相连接；所述换挡电路还包括用于在被测电压超过预设值时对被测电压进行降压处理的降压模块。
2.根据权利要求1所述的智能高精度数字式电压表，其特征是，所述A/D转换器为TLC549A/D转换器。
3.根据权利要求1所述的智能高精度数字式电压表，其特征是，所述换挡电路包括继电器RL1、三极管Q1、运算放大器U3、运算放大器U4和运算放大器U5。
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| CN103983831A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-13 | 国家电网公司 | 一种保护压板专用电压表及表笔 |
| CN105353201A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-02-24 | 浪潮(北京)电子信息产业有限公司 | 一种电压数据测量方法及*** |
| CN106802364A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-06 | 南宁市高光信息技术有限公司 | 一种数字电压表*** |
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