数字万用表模拟前端应用系统的实现.pdf

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1、2010仨仪表技术与2010第12期InstrumentTechniqueNo．12数字万用表模拟前端应用系统的实现常晓明，王宗侠，陈小香，陈丽芬(太原理工大学计算机与软件学院，山西太原030024)摘要：应用数字万用表模拟前端FS9704，设计了mV电压测量实验平台。设计了应用系统框架，详细阐述了各功能模块的硬件设计方法，给出了部分电路，并使用嵌入式c语言和虚拟仪器开发环境LabVIEW开发了系统软件。设计了测试系统，对mV电压测量实验平台的性能进行了测试，验证了设计的正确性，并得到了实验平台的技术指标。关

2、键词：智能仪器仪表；数字万用表；FS9704；C8051F020；LabVIEW中图分类号：TP216．1文献标识码：A文章编号：1002—1841(20108)12—0029—03DesignofDigitalMultimeterAnalogFrontEndApplicationSystemCHANGXiao—ming，WANGZong—xia，CHENXiao·xiang，CHENLi-fen(CoHegeofComputerandSoftware，TaiyuanUniversityofTechnolog

3、y，Taiyuan030024，China)Abstract：ThispaperdesignedanexperimentalplatformformVvoltagemeasurementapplyingFS9704，digitalmuhimcteran—alogfrontend．Theapplicationsystemframeworkwasdevised．Then，hardwaredesignapproachesofeachfunctionalmoduleweredescribed，somecircuits

4、weregiven．AndthesystemsoftwarewasdevelopedusingtheembeddedClanguageandLabVIEWvirtualinstrumentationdevelopmentenvironment．Atestsystemwasbuihtotesttheperformanceofthemillivohvoltagemeasurementex—perimentalplatform．Ithasverifiedthecorrectnessofthedesignandgot

5、tentechnicalindicatorsoftheexperimentalplatform．Keywords：intelligentinstruments；digitalmuhimeter；FS9704；C8051F020；LabVIEW1方案设计整个系统硬件设计的难点和关键。设计的电路组成框图如图2FS9704是一款数字万用表专用模拟前端芯片。其核心部所示。件是高分辨率∑一AADC，同时还包括功能网络、微控制器接口等。它可以进行直流电压、直流电流、电阻、交流电压、交流电输入流、电容、频率测量，还可以测量

6、二极管正向偏压，作为峰值保持探测器使用等。文中，仅以mV电压测量功能的实现为例进行论述。根据智能数字万用表的一般框架J，构建的万用表模拟前端应用系统如图1所示。测量模块L一(FS9704)I图2测量模块框图{微控制器2．1．2微控制器电源模块一对于微控制器型号的选择，需考虑到片上资源、可靠性及成本的要求]。在此，选用混合信号ISPFLASH微控制器图1万用表模拟前端应用系统框图C8051F020。系统中，测量模块(核心为FS9704)用于对待测信号的调2．1．3显示模块理，并完成模数转换；显示模块主要用于显示

7、测量结果；存储模显示模块使用CM12864—12，它是128X64点阵带中文字块用于存储系统正常工作所必须的控制数据；通讯模块完成应库的汉字图形液晶显示模块，可显示字母、数字、汉字，以及自用系统与上位机的数据交换；微控制器是系统的控制中心，一定义图形，通过8位并行方式及串行方式可直接与微控制器接方面控制测量模块完成量程和模式的选择，对测量数据进行转口。研究中采用串行接口方式，其与单片机的硬件连接如图换和校准，另一面控制存储模块、通讯模块和显示模块的动作；3所示。电源模块为整个系统提供合适的激励电压。2．1．4

8、存储模块2系统实现存储模块使用可在系统反复编程的SPI接口flash存储器2．1硬件设计芯片AI146DB081B。2．1．1测量模块2．1．5通讯模块测量模块使用FS9704作为模拟前端，其外围电路设计是由于C8051F020单片机支持UART通信，通讯模块可以使用RS一232接口实现。收稿日期：2010—04—13收修改稿日期：2010—07—05但在使用中为了提高数据通信的可靠性、抗击线路上各