一种基于单片机的智能多用表的设计

BillScot2

摘要:本文介绍一种由80C31单片机为核心，根据被测试值自动换档和自
1 m/ R& ~& h( d; t/ U动选定测量量程的具有语音提示功能的多用表的设计，并给出该系统硬件电
( Y$ b. e/ l. t. b- V4 x! X路及软件主要流程图。
关键词:单片机;多用表;语音功能

6 K" {, X% I, }5 n  l4 d: O! _中图分类号:文献标识码: A
) e- [* y0 Y( {. o1前言
0 x  C5 o3 a$ Q: l! z, W常用的数字式多用表，在进行电压、电流、电阻测试时，首先
; M* D" }1 `% `4 d3 Y5 \3 m0 [9 M要根据被测试值的类型进行换挡，然后根据被测试值的范围选择量
程。这不仅在工程实践中常常带来不便，而且还会因为所选择的测
试量程的不恰当，直接影响测试的精度。下面介绍- -种利用单片机
技术与语音技术相结合设计的，能够根据被测试值的类型自动换挡
( o* j8 R% Y1 E2 {$ [和自动选定测量量程的智能型多用表的设计。
  y5 B! F+ e$ Q% d9 y2 Y4 ^2自 动测试原理
9 G7 R' Q. Z# _, e4 j$ X该自动测试仪原理图如图1所示。首先通过电压、电流、电阻
. f2 R; V- u5 E, @& h类型的自动识别，测试仪自动选定测试挡位(电压挡、电流挡、电
阻挡)，然后，根据选定的测试挡和被测试值的大小，自动切换测
试量程，最后根据测试结果进行语音报数和数字显示。

# r; C# L- b  Y* ~4 W8 r# l3类型自动识别原理
- a: n8 q  T. H" V5 R3 n) ]3 x8 N: @通常在使用多用表时，是根据被测试值的类型和范围手动选择
相应挡位和量程再进行测试。要将这仪测试过程自动进行，即让仪
器自动进行换挡和选择量程，首先涉及到测试仪如何对电压、电
5 u! i6 ~. P8 U( i' e- N6 E流、电阻的自动识别和切换问题。
9 D' b  r/ y: ^% z3.1交流电压与直流电压
交流电压与直流电压自动识别原理如下。将电压自动测试放大
电路中的比较器LM311接成过零比较器形式，LM311 的输出引脚
* W8 X! T& a- C. R7接到8031单片机外部中断引脚INT0端，利用单片机8031的外.
/ Q" g) A) @) z" e3 {  B部中断判断交直流电压。因为在开机或进行直流电压测试时，
# q3 g5 e0 P* O& `LM311的引脚7输出高电平。若进行交流电压的测试，这时在比较
5 y; I# [' {" B8 r器LM311的输入端有负信号出现，LM311的第7脚将输出低电
# s5 G! e( Q  I平，即得到一个从高到低的跳变信号。利用此负跳变信号，向8031
3 R5 c% g5 a- O/ x6 x7 N3 a) B, R单片机申请中断。8031 单片机利用延时等待中断的方法，根据外
) j% s, `7 L* I部是否有中断产生，可判断是交流电压，还是直流电压。
+ v' T6 _3 Z+ e: _1 g具体实现方法是，在每次测试前8031单片机开中断，然后将
内部寄存器R0置为0。若为直流电压测试，在等待期间( 1秒
: L4 T  I2 L/ k) ~  u: t种)将无中断请求，R0 仍为0。若为交流电压测试，在等待期间
7 }: C; V4 |2 e/ T) C5 ^, ^( 1秒种)将有中断请求，每产生1次中断，中断服务程序将RO
自动加1。8031 单片机可在等待中断请求时间结束后，根据R0的
, n& @; _: c: Z) Q数值.判断被测试电压是交流电压，还是直流电压。软件流程如图
2所示。
4 I5 p2 l; v) P, I交流电流与直流电流的自动识别过程与交流电压与直流电压的
自动识别过程类似。
1 Q6 l# Y+ F$ F3.2电压与电阻
1 q3 M: O" L, n在测试过程中，单片机首先将测试端置于电压挡。若测得的电

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通常在使用多用表时，是根据被测试值的类型和范围手动选择相应挡位和量程再进行测试