独片机扼制里的自动化仪器仪表运转预设

  计量专家 ·  2011-12-09 09:29  ·  40091 次点击
1芯片介绍
CD4052B模拟多路器是数字控制的模拟开关,。具有低导通阻抗以及低截止漏电流,模拟信号可以高至20V的峰值,通过数字控制来完成,这个数字信号可以从4.5V到20V(如果VDD-VSS=3V,那么VDD-VEE直到13V都可以被控制,如果高于13V这个值,VDD-VSS至少要4.5V)例:如果VDD=4.5V,VSS=0V,VEE=-13.5V,那么从-13.5V到4.5V的模拟信号都可以被0到5V的数字信号控制,当电源在最大的电压范围供电,控制信号是独立的逻辑状态,电路的损耗是非常低。如果禁止输入信号引脚输入信号是逻辑1的话,所有通道关闭。
CD4052B的真值表,见1.
1CD4052B的真值表
2自动量程转换的实现及工作过程
将测量电压范围分为四个档位,通过模拟开关选择其中的一个输入端,选用差动4通道双向模拟开关CD4052B来实现,单片机用ATMEL公司的AT89S51,电源部分用正负电源供电。被测的电压通过电阻分压网络,将被测的电压进行初步采样,电压量程、分压系数和对应的输入电阻值如2所示:
CD4052B是独立的四通道多路器,拥有两个二进制输入控制口A与B,还有禁止输入控制口,二进制输入控制信号选择四对通道中的一对,连通模拟信号输入与输出。
当电路开始工作的时候,单片机将A1与A0置1,此时,CD4052B中,X3与COMX接通,COMY与Y3接通。被测量电压通过四个电阻组成的分压网络,其中,在R4上的压降为被测电压的0.0025倍,R4上的电压通过X3、COMX、R5,加在运算放大器U3A上,又因为U3A与R6、D1组成一个正向电压跟随器,(其中D1作用为单向导通、使测量表笔极性接反时没有信号通过),信号到达U4A后,经过由于U4A、UAR1、(Y3-COMY)、R8构成了放大倍数接近1的同相放大器,加在MAX1292的0通道上。经过MAX1292采样,单片机的处理,如果信号幅值过小(小于0.25V),则应把量程减小。依次判断调整量程。反过来,量程小的档要测量超出该量程的电压,则单片机要识别出来,并切换到量程较大的档。采用不等级分压系数可以有效提高精度。
工作过程:当电路开始工作的时候,单片机将A1与A0置1,此时,CD4052B中,X3与COMX接通,COMY与Y3接通。被测量电压通过又四个电阻组成的分压网络,其中,在R4上的压降为被测电压的0.0025倍,R4上的电压通过X3、COMX、R5,加在运算放大器U3A上,又因为U3A与R6、D1组成一个正向电压跟随器,(其中D1作用为单向导通、使测量表笔极性接反时没有信号通过),信号到达U4A后,由于U4A、UAR1、(Y3-COMY)、R8构成了放大倍数接近1的同相放大器,加在MAX1292的0通道上。经过MAX1292采样,单片机的处理,如果信号幅值过小(小于0.25V),则应把量程减小。反过来,量程小的档要测量超出该量程的电压,则单片机要识别出来,并切换到量程较大的档。采用不等级分压系数是为了提高精度。
3结束
这种电路设计如果结合高速的双积分型的A/D转换测量后得到的数据会很快并且数据的精度高,另外也可以根据实际的条件更换部分元件,此设计可以后接电压表或者电流表扩展为自动量程转换的电压表或是电流表。

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