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
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
2 l: H% G+ g4 W* \2 D  X- b0 f路及软件主要流程图。
; T# G0 u* V4 Y# f/ m  S! ?; {关键词:单片机;多用表;语音功能
+ e1 Q* w5 H* W2 V$ _: l
. S" L' s" a7 j& l4 j1 T5 _中图分类号:文献标识码: A
' L% |6 a, y' R' W/ e+ b2 b4 I% z1前言
, N3 p9 O! r1 m& m常用的数字式多用表，在进行电压、电流、电阻测试时，首先
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
4 ~4 g" \3 t1 I  K# R$ K- ^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
7 Y9 ?/ [& L: b# e( E& C$ P- Z2 w* X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
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
1 k7 l" Q( t" w& n3 |0 [0 u' l& [/ S该自动测试仪原理图如图1所示。首先通过电压、电流、电阻
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
1 ~8 V/ M+ t. n+ |: J试量程，最后根据测试结果进行语音报数和数字显示。
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3类型自动识别原理
9 ?3 n! j) S1 ]6 e" T3 B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
( f7 f) B! W( B! F: b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。
3.1交流电压与直流电压
; u+ Y( N2 s4 t* T! }: _& n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
( e! x& I5 I) }/ @6 X1 Z5 L8 g! b电路中的比较器LM311接成过零比较器形式，LM311 的输出引脚
7接到8031单片机外部中断引脚INT0端，利用单片机8031的外.
+ t. j+ h7 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，
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
; z/ j6 E) @$ [9 _3 }器LM311的输入端有负信号出现，LM311的第7脚将输出低电
7 p3 J$ u# g: l1 ?% u2 u- \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
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
4 h) e9 S& ^* f% `+ A) d: o' K部是否有中断产生，可判断是交流电压，还是直流电压。
2 [* C$ j, `' \. c8 S具体实现方法是，在每次测试前8031单片机开中断，然后将
) F5 V! ~+ O8 P' E# A. P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
: {8 X3 W& t; K' q7 _4 ?( 1秒种)将有中断请求，每产生1次中断，中断服务程序将RO
* _9 g9 U/ z3 }0 B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
$ h/ _; T5 Y+ u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
; ?0 m3 F" U# _: R/ f/ l/ c2所示。
8 h/ m* |! l% ^$ J1 |+ `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
1 t# T& S9 F# U' _- I自动识别过程类似。
$ T! @: t7 b+ }& V7 d- B4 `: r3.2电压与电阻
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