單片機電流檢測電路圖（一）

高精度直流電壓比的單片機測量電路設計

本文介紹的測量電路，具有結構簡單、價格低廉、精度高、抗干擾能力強等特點。該測量電路和程序已實際應用于壓敏電阻的非線性指數α的測試儀表中。這里的α=1/log（V1/V2）。

MAXIMICL7135簡介

MAXIMICL7135是CMOS單片4（1/2）位（十進制）雙積分型高精度A/D轉換器，除基準電壓、顯示驅動器和時鐘之外，還包括雙積分式轉換器所需的全部有源器件，具有自動校零和自動極性轉換功能。MAXIMICL7135的封裝形式為DIP28，引腳功能如表1所列。

MAXIMICL7135每個測量周期包括三個階段：從啟動A/D轉換開始為“自動校零（A/Z）”階段，時間長度固定為10001TCL。TCL為外加時鐘周期。其后，為對被測電壓信號積分（INT）階段，持續時間10000TCL。最后，為對基準電壓反向積分（DE）階段，持續的時間與被測電壓信號大小有關，最大為20001TCL。一個完整的轉換周期需要40002個時鐘脈沖，如圖1所示。

直流電壓比的測量方法及硬件電路

通常，直流電壓比的測量方法是將兩模擬量V1、V2分別經A/D轉換后，再進行浮點除運算。這樣做，不僅實現的電路復雜，速度慢，而且兩次測量后再進行數據處理將會產生積累誤差，影響精度。我們采用1片MAXIMICL7135芯片，經1個測量周期后，就可直接得到V1/V2的值。

根據雙積分ADC的原理，調零階段后，首先對被測模擬信號V1積分（采樣階段），即對積分電容CINT充電，經過時間t1后，有

據式（3），若把被測模擬電壓V2作為基準電壓輸入，則可得V1/V2即為采樣階段和測量階段所需的振蕩脈沖個數之比。由圖1可知，當被測電壓V1積分階段一開始，BUSY端即輸出高電平，并一直維持到積分器過零后的第一個振蕩脈沖（在過量程時，其高電平保持到轉換周期結束）。所以，只要測出BUSY信號維持為高電平期間振蕩脈沖的個數，而N=10000，則可得NX。直流電壓比的實用測量電路如圖2所示，由單片機AT89C2051、A/D轉換器MAXIMICL7135和顯示電路（圖中未畫出）組成。將R/H與P1.0連接，實現程序啟動A/D轉換。STB與P3.2（INT0）引腳連接，用第一個STB負脈沖作為轉換結束信號，并向CPU請求中斷。BUSY與P3.3（INT1）引腳連接，使AT89C2051內部定時器T1對時鐘信號CLK的計數受BUSY的控制。若單片機的fOSC=12MHz，則ALE引腳輸出的2MHz信號經74LS161構成的8分頻電路，得到頻率為250kHz的信號作為MAXIMICL7135的時鐘。本電路測量范圍：V1/V2《2（0.0000~1.9999）。

軟件設計

主程序完成初始化、啟動A/D轉換、數據顯示，AT89C2051的定時器T1工作在方式1，對外部事件計數，外中斷0工作在邊沿觸發方式。外中斷0的中斷服務程序完成轉換數據讀出、處理工作。圖3、圖4分別為主程序和中斷服務程序流程圖，另外，給出初始化程序段。

單片機電流檢測電路圖（二）

51單片機的電壓電流檢測系統

本設計采用AT89C51為主控芯片，外部采用ADC0804作為電壓采集芯片，外部電壓最高為10V，而ADC0804最高電壓為+5V，所以模擬量連接入ADC芯片之前，首先用電阻分壓，把待測電壓分為原來的一半，這樣所檢測的電壓就用0-10V變成了0-5V，符合ADC芯片的輸入要求，在檢測電壓后，經過單片機處理后，在在原來的電壓基礎上乘以2則可以恢復以前的待測電壓。

電壓報警電路則由一路繼電器和發光二極管，以及喇叭所組成。當ADC芯片所檢測的電壓超過一定的限制，則使特定的IO口變成低電平，導通PNP三極管，使繼電器導通，發光LED和喇叭行成壓降。產生報警。

由ADC芯片采集的電壓值，和由電阻所變換計算出的電流值，在LCD上顯示。

報警電壓由兩個按鍵所設定，當按鍵一按下則報警值加0.1V，當按鍵二按下則報警值減掉0.1V。

片機內部隨時把采集電壓和報警電壓進行比較，當采集電壓高過報警電壓，則啟動報警。

整體電路圖

仿真圖形

電壓，電流顯示電路

聲光報警電路

按鍵設置電路

本次設計由于protues中的12864只有不帶字庫的液晶顯示器，操作極為復雜。由于時間問題。軟件程序僅僅調試了液晶1602顯示器。相信只要有時間12864的顯示也一定能夠完成。

單片機電流檢測電路圖（三）

它的主要功能是完成對過電壓的瞬時值和峰值的檢測、過電壓次數的檢測、電源輸出電壓和電流的檢測，并通過鍵盤的操作顯示出各個檢測值的大小；同時通過485接口和上位機實現通信，在有過電壓的時候通過控制電路啟動備用電源，實現對電源本身的保護。

軟件設計

系統軟件主要由主程序、鍵盤掃描于程序、顯示子程序和通信子程序等組成。主程序由初始化、看門狗置位、鍵盤掃描子程序、中斷子程序組成。主程序主要進行分配內存單元、設置串行口等器件的工作方式和參數，為系統正常工作創造條件。在主程序運行的過程中，通過按鍵可以顯示檢測的各個量的值；同時在系統過電壓和干擾信號產生時，液晶顯示屏會顯示提示信息，使電源實現“透明”，便于電源的管理。在本系統中，鍵盤采用的是由P1口組成的3×3行列矩陣式鍵盤。

為了實現與目前應用較為廣泛的MODia）N系列測控系統的連接，本系統選用了控制系統中較為通用的MODBUS協議進行通信。MODBUS協議采用主—從通信方式，它規定把各個報文封裝成對應的一幀數據，以幀為單位傳輸數據。主站發送的報文包括接收者地址，任務、任務數據、校驗方式等內容；從站響應信息報文包括從站地址、所執行的任務、執行任務得到的數據、校驗方式等內容。MODBUS協議有兩種報文組成結構（又稱傳輸模式），分別是ASCII（美國信息交換碼）模式和RTU模式。同-MODBUS總線網絡上的所有站點設備都必頑使用相同的模式和對應的串口通信參數。本例采用的是RTU報文傳送方式。RTU模式的報文字符由8位二進制編碼組成，每個字符包含1位起始位、8位數據位和2位停止位（無奇偶校驗）。RTU模式的文字符號必須以連續數據流的形式傳送，每幀以至少3.5個字節時間的停頓間隔開始傳輸．同樣以至43.5個字符時間的停頓標志傳輸的結束。通信程序已經發展得比較成熟，具體的框圖省去。通信程序軟件運行時隨串行口，若證實為上位機通信請求，則發應答信號，實現“握手”，然后按上位機要求發送或接收數據。發送時，將本機檢測的電壓值、電流值向上發送，接收時則將上位機發來的系統設置參數進行差錯判斷后放人本機原設置單元，然后再由軟件根據設置值進行相應處理．

單片機電流檢測電路圖（四）

具有較寬共模輸入范圍的電流檢測放大器。MAX44284電流檢測放大器集高精度、寬輸入共模范圍于一體。您可以同時獲得高精度、低功耗性能——具備Maxim一貫的簡約設計風格。這款器件樹立了檢流放大器高精度、高靈活性的新標桿，具有優異的性價比，非常適合醫療、消費類電子、移動、通信或電機控制應用——需要高精度、設計簡便的任何應用。

優異的精度

2μV輸入失調電壓，增益誤差僅為0.05%

極低的輸入失調溫度系數：50nV/°C

-0.1V至+36V寬輸入共模范圍

低失調漂移和輸入噪聲

提供關斷控制，節省電池電量