一种基于单片机的智能多用表的设计

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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
0 B  u8 L8 i$ j" C' H9 y4 ^  e路及软件主要流程图。
关键词:单片机;多用表;语音功能
% H( d+ q$ n$ }+ w3 M3 D: l+ j
3 f; i2 C2 `! ~, ^8 Q中图分类号:文献标识码: A
* X3 p1 y2 L9 N1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
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
, w( c( X5 j2 U5 R和自动选定测量量程的智能型多用表的设计。
: A- A$ J( {6 V  |% I6 {2自 动测试原理
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
# l- |, x: ?' h( P* h2 v' q试量程，最后根据测试结果进行语音报数和数字显示。
8 A4 i- z4 n; U* \
3类型自动识别原理
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
/ G1 L8 A: \- {, R- o5 u0 ]8 j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 t: `/ m% K2 {( e流、电阻的自动识别和切换问题。
3.1交流电压与直流电压
* z/ i% W, x; \1 ^5 c0 P* o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
7接到8031单片机外部中断引脚INT0端，利用单片机8031的外.
& K7 G5 R' b0 ^( M- D- a" C# f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，
" M7 ^3 ^3 w3 T* I/ n; |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
# ^4 Q7 W- Q$ p- Q/ n& R. I" o器LM311的输入端有负信号出现，LM311的第7脚将输出低电
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
- Z5 |( W- \. m1 N% z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
) i  m/ g+ Z( Q' x- f5 g9 A* c9 x% Q部是否有中断产生，可判断是交流电压，还是直流电压。
7 e' A7 x% [5 e: x4 c具体实现方法是，在每次测试前8031单片机开中断，然后将
& B# c; _5 Y! G% N  B$ a$ M4 b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
: y! h9 k( R. J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
6 ]0 u* [& T) n3 _# }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
' d: E$ [4 \% \7 G' {- s- U2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
9 a4 h( [% J& P, h  @) d& ?2 n自动识别过程类似。
1 {$ l, q; @3 O. E0 Z3.2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