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高精度廉价电压采集系统的设计与实现

2021-01-06张德澳潘巧智

辽宁科技学院学报 2020年6期
关键词:单片机测量系统

张德澳, 赵 军,潘巧智

(1.辽宁科技学院 电信学院,辽宁 本溪 117004;2.辽宁科技学院 曙光大数据学院,辽宁 本溪 117004)

电压测量是工程中重要的测量参数之一,它的测量精度决定了诸如电子秤的称量精度,测量速度决定了电气保护的速度。但是其性价比一直是多年来电压测量的关注点,也是推动电压测量不断发展的动力之一。文章立足于高性价比,设计了一套新颖的方案,为电压的测量提供了一个较好的参考。

1 数据采集系统的硬件设计

硬件系统包括TM7705、单片机和WIFI模块等部分。

1.1 TM7705 AD转换器

TM7705是我国天微公司生产的16位AD转换器,引脚与国外的AD7705兼容,性价比高,应用电路如图1所示〔1〕。

1.2 单片机

文章设计中控制核心选用单片机STC8A8K64S4来完成。单片机STC8A8K64S4是我们国家宏晶公司的STC8系列产品,其是一种集高集成度、高性能和高性价比于一身的8位微控制器。

单片机STC8A8K64S4拥有8 K字节的RAM存储器、64 K字节的可编Flash存储器,以及内置16路12位的高速逐次比较型AD转换器,同时电压基准引脚引出。其调试方式采用STC-monitor在线调试,不需要仿真器〔2〕。

图1 TM7705应用电路

1.3 ESP8266模块

ESP8266模块是一种WIFI模块,单片机可以将其设定为主站模式,具备WIFI功能,以WIFI网络形式向手机传递数据。其硬件实现如图2所示,STC8A8K单片机通过串口2向模块发送指令。

2 系统的软件设计

项目的软件为嵌入式软件,开发环境为Keil C。

图2 单片机应用电路

软件的工作流程如图3所示。

系统上电以后,单片机将会自动跳转到地址0x0000处,进行初始化工作,开启看门狗,系统时钟分频(设计中为1分频)。……

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