基于单片机的数字直流电位差计的设计

摘要

本文介绍了智能型直流电位差计的各组成单元的软硬件设计。用PHILIPS的P89C58大存储容量单片机（32K Flash），以满足5种热电偶的电势/温度表格的存储量；24位的Σ—△型A／D转换器AD7714的应用保证了测量单元的高精度和高分辨率；软件中的对分搜索查表法，使5种热电偶分度值所对应的温度值得以快速直读；用软件方法进行零点和满幅的调准，消除了仪器的系统误差；运用8段数码型液晶器，方便了电位差计的读数；可调式mV信号源的指标可满足校验多种工业仪表的需要；整机的低功耗设计，改良了仪器的供电形式，可使用市电供电和普通干电池供电两用，消除了不同场所因仪器供电原因所造成的不方便因素。传统的直流电位差计使用步骤较多，还易受工作电源不稳定、检流计灵敏度、标准电池与环境温度等有关因数影响。因此，用现代电子技术研制一种mV信号校准仪是很有意义的。

关键字 直流电位差计；mV信号源；AD转换；低功耗

目录

摘要 I

1  绪论 1

2 我国直流电位差计的发展和产品现状 2

3 软硬件设计 4

3.1 P89C58单片机控制和显示电路设计 4

3.1.1 HT1621LCD驱动器主要特点 4

3.1.2 监视定时器(WDT) 4

3.1.3 系统时钟 5

3.1.4 LCD驱动／偏置电路 6

3.1.5 HT1621LCD驱动器应用实例 6

3.2 外部存储器设计 7

3.2.1 24LC64芯片介绍 8

3.2.2 24LC64芯片特征 8

3.2.3 24LC64相关程序 9

3.3 AD转换芯片的电路设计 9

3.3.1 AD7714的基本情况 10

3.3.2 AD7714的应用介绍 11

3.4 模数转换AD7714电路原理 15

4 可调式mV信号源的总体设计原理 18

4.1 TL431的使用 19

4.2 仪器内部电路电源设计方案 19

4.2.1 固定三端稳压器7809的运用 20

4.2.2 +5V恒压电路设计 21

5 温度值直读的软件查表技术 23

6 零点与满幅值校准 25

7 整机低功耗设计 26

8  仪器的使用说明 27

8.1 主要技术指标 27

8.2 仪器面板功能说明 27

8.3 仪器使用方法 28

9  电位差计误差分析 30

9.1 温度电动势产生的误差 30

9.2 工作电源电压不稳产生的误差 30

10  总结 31

致谢 32

参考文献 33