一种基于单片机的智能多用表的设计

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0 w) x" O& l2 ?  P. D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
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
路及软件主要流程图。
, x& i0 v6 ~/ F8 z2 }" V关键词:单片机;多用表;语音功能

中图分类号:文献标识码: A
1前言
常用的数字式多用表，在进行电压、电流、电阻测试时，首先
. B4 E! x- R% J6 u* ~- k  X% V' b5 U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
; @* d  |8 a) n' {. G; b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
* A0 h3 Y. D! H) M2 s/ P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
5 O% [" V  J7 v* _8 v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
. w0 \8 L; B9 z1 o和自动选定测量量程的智能型多用表的设计。
2自 动测试原理
5 F4 }# J: P) z2 w/ H3 _该自动测试仪原理图如图1所示。首先通过电压、电流、电阻
9 `4 u+ j, \5 @! _9 s1 u- V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
; V6 q- |# m7 m) h6 h6 Q试量程，最后根据测试结果进行语音报数和数字显示。

3类型自动识别原理
3 O2 }! \+ m2 d3 q$ p4 D8 v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
( `. T. P/ ]! f; C6 S9 I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
" ^1 O# e$ }$ Y/ ?5 A0 `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
流、电阻的自动识别和切换问题。
" T' L: r# }9 D+ X5 Q+ Q$ D2 ~3.1交流电压与直流电压
, Q! m9 r0 V# C% B8 u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
. c+ U( Q/ ]5 W; i7接到8031单片机外部中断引脚INT0端，利用单片机8031的外.
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，
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
  s$ j' O' `* P; e器LM311的输入端有负信号出现，LM311的第7脚将输出低电
2 e) `0 e; e) S! @0 U; k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
' k1 f: i- m; k9 Z: B' W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
; ^! @& T4 S% y) L部是否有中断产生，可判断是交流电压，还是直流电压。
具体实现方法是，在每次测试前8031单片机开中断，然后将
* W1 I& t+ j$ X0 d1 N1 q6 O8 c9 S内部寄存器R0置为0。若为直流电压测试，在等待期间( 1秒
种)将无中断请求，R0 仍为0。若为交流电压测试，在等待期间
( 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
, J% `4 ]- L: F1 ?& Q8 W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
) n* T" B( p' z5 {( M2所示。
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
: S$ P8 C3 Z! T+ Y; a自动识别过程类似。
- q5 J% M( [" G! [, R3.2电压与电阻
$ \( D: M# k2 s  W/ z; w7 {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
! o/ Y3 ]* p, V/ V) h  _9 s; q
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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