基于avr单片机的电压电流测量

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1、电压电流测量摘要：本产品以AVR系列单片机ATMEGA16为控制核心，采用自带的AD模数转换器，按键控制电压电流测量转换，四位LED数码管显示。关键词：ATMEGA16，ADC，LEDAbstract:Thisdesign,withtheATMEGA16oftheavrserysinglechipasthecontrolingcore,usestheownanalog-digitalconverter.Akeyalternatesthevoltageandelectriccurrentmeasurement.What’smore,four-byteLe

2、dsdisplaythemeasurementresult.Keywords:ATMEGA16，ADC，LED一、总体任务分析与系统设计1、设计任务设计一个电压电流的测量装置。2、系统设计AD转换器将电压电流转化为数字信号，使用单片机与AD进行数据传输,在单片机的内部进行处理后,在LED或者LCD上进行显示。可设计出一个选择开关,选择是进行电压还是电流的测量.可测电压电流的范围和精度取决于AD的精度,分辨率越高，精度越高.电压或电流单片机显示电路按键控制1．2．1总体框图二、方案论证根据本题目要求，我们对本产品各个部分进行设计论证如下：1、控制器模块方

3、案选择：方案一：采用凌阳公司生产的SPEC061A单片机。单片机算术运算能力强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制功耗小，技术比较成熟，成本较低，I/O口较多容易实现外扩，响应速度完全达到系统要求。但是根据本题目的实际要求，使用61单片机过于浪费资源，而且增加成本。方案二：采用传统的8位的51系列单片机作为系统控制器。P89C51RD2单片机是一款具有ISP/IAP功能的单片机，它的片内具有64K字节Flash程序存储器、1K字节数据存储器、3个16位定时/计数器，6个中断、1个全双工串行口等资源。从内部构造还是编程方面51系列

4、单片机都相对简单，容易掌握和使用，价格也相对低廉。但是使用51单片机的话还需要外界的ADC。方案三，采用PIC18F4620单片机，PIC18F4620采用哈佛结构，以及RISC指令系统单片机，其具有1KRAM，64KFLASH，丰富的I/O口资源，内置A/D，内置EEPROM，看门狗电路，倍频电路等丰富的外围模块，一个指令周期是四个机器周期，运算速度快，完全能够满足我们的系统要求。但由于其不是主流单片机，价格比较高，购买不方便，使用不广泛，放弃此方案。方案四，周立公开发的ARM单片机，拥有强大的32位接口，但是要想很好的运用ARM，需要对其充分的了解

5、，由于时间和精力，我们没有去研究那方面的内容，而且现在市场上ARM比较少见，价格也比较昂贵。方案五：ATmega16是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATMEGA16单片机自带ADC模数转换器，方便使用。AVR系列单片机容易掌握和使用，JTAG等方便容易上手。经过各种方案论证和取材的方便程度，我们选择了ATMEGA16作为控制核心。2、电压电流测量模块选择：方案一：选用外部ADC，如AD

6、0809，AD574等，测量精度和位数等可以选择，分辨率、串行并行可以选择各种芯片。A/D转换器按照输出代码的有效位数分为4位、6位、8位、10位、12位、14位、16位和BCD码输出的3位、4位、5位等多种;按照转换速度可以分为超高速（转换时间≤1ns）、高速（转换时间≤1us）、中速（转换时间≤1ms）、低速（转换时间≤1s）等几种不同转换速度的芯片;为适应系统集成的需要，有些转换器还将多路转换开关、时钟电路、基准电压源、二/十进制译码器和转换电路集成在一个芯片内，超越了单纯的A/D转换功能。方案二：ATmega16有一个10位的逐次逼近型ADC。

7、ADC与一个8通道的模拟多路复用器连接，能对来自端口A的8路单端输入电压进行采样。单端电压输入以0V(GND)为基准。器件还支持16路差分电压输入组合。两路差分输入(ADC1、ADC0与ADC3、ADC2)有可编程增益级，在A/D转换前给差分输入电压提供0dB(1x)、20dB(10x)或46dB(200x)的放大级。七路差分模拟输入通道共享一个通用负端(ADC1),而其他任何ADC输入可做为正输入端。如果使用1x或10x增益，可得到8位分辨率。如果使用200x增益，可得到7位分辨率。ADC包括一个采样保持电路，以确保在转换过程中输入到ADC的电压保持

8、恒定。使用方便，功能强大。经过选择，在精度要求不高的情况下，采用自带的ADC。3、显示器模块方