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求助:单片机制作智能仪表遇到的困惑。

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楼主
求助:单片机制作智能仪表遇到的困惑。
项目需求
测量类型:直流电压、交流电压、电流、电阻、电容、电感(范围0.1-20mH)。
并将获得读数通过串口发送给PC。
测量精度:最低要求,舍去有误差的位,有效位8位,最好能达到10位。

采用:
ICL7135(AD) + 7660(负5V) + MC1403(基准) + CD4067(量程切换) + AT89S52(MCU)

本人不是做仪表的,模电知识也很匮乏。用 ICL7135 是因为他的参考资料比较好找,而且和单片机的连接方式也灵活。
由于没有经验,查阅了大量资料才勉强搞定了直流电压、电流、电阻部分,虽然精度差强人意。
ICL7135 外围电路:


精密整流电路:


而且有些小问题:
1.ICL7135 输入悬空的时候不会自动稳0,后来在论坛里朋友的指点下加了1M电阻(红框所示1M电阻。再次感谢!),虽然会稳0了,但是速度很慢,要跳几秒钟才归0。
2.没办法完成交流电压测量,我用的是仪表常用的精密整流电路(如上图),但是实际上整流出来的电压波动很大。由于ICL7135转换速度不并不快,没办法通过多次采用+软件算法来获取准确的电压值。
3.CD4067 的导通电阻偏大,如果不考虑进去测量精度就不够。问题是它的每个通道的电阻都不相同,而且还有一定温飘,不能简单的加一个系数去运算,目前考虑通过建立表格转换,不知道有没有更好的方法?

有没有更好的方案,在保证满足需求的情况下,外围器件尽量简单的:
AD536 + STC15F2K60S2 如何?
没用过单片机自带的AD,但是看外围器件好象比ICL7135简单多了。

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沙发
xoyo| | 2012-7-1 20:46 | 只看该作者
atmega16

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板凳
wukunshan| | 2012-7-2 09:26 | 只看该作者
楼主的精密整流电路好像是仿真电路哦,这种东西能用在实际电路?哎。。。
既然用到ICL7135 干嘛还用AT89S52单片机呢?
AD536是直接输入交流信号输出有效值的AD转换芯片,选用这个芯片是一个不错的主意,可以减少很多电路哦。

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地板
冷雨寒风|  楼主 | 2012-7-2 10:08 | 只看该作者
楼主的精密整流电路好像是仿真电路哦,这种东西能用在实际电路?哎。。。
既然用到ICL7135 干嘛还用AT89S52单片机呢?
AD536是直接输入交流信号输出有效值的AD转换芯片,选用这个芯片是一个不错的主意,可以减少很多 ...
wukunshan 发表于 2012-7-2 09:26


精密整流电路是网上找的,我只是先用仿真软件验证一下。并没有做出这部分电路。
用AT89S52是为了和PC通讯,还有控制量程切换。

考虑用 AD536 是因为那个精密整流不适合我的电路。
但是一个AD536的价格 大于整块板子其他所有零件价格之和。总觉得这样搭配有点怪怪的。

所以考虑用带AD的单片机。既然用AD536是为了简化电路,不如把AD部分的电路也简化了。

从未用过AVR,虽然和C51差不多,但是改成AVR又得费很多时间去熟悉了。现在的问题是自带10位AD的单片机,要真正做到有效的10位会不会很困难。

我比较能接受的方案:

优先考虑:
1.符合项目需求
2.外围零件尽可能简单
3.为了满足条件2,编程复杂一些也能接受
4.价格最后考虑

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5
wukunshan| | 2012-7-2 10:18 | 只看该作者
那就使用TLC1549,10位AD转换芯片(8Pin,单路,价格10多元),再加上AT89S52单片机。我的博客里有TLC1549和AT89S52单片机的的电路和驱动程序,拿来即用,你可以节省很多时间啦。

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yewuyi| | 2012-7-2 10:20 | 只看该作者
ICL7135可是神器,网络上资料很多,但可能不太好买了吧

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yhn1973| | 2012-7-2 11:17 | 只看该作者
用V/F转换器,测量交流电压很方便,测量结果直接就是交流电压的平均值,不用软件处理,体积还小,价格便宜。

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奔牛滚滚| | 2012-7-2 12:19 | 只看该作者
模电知识匮乏,等你搞出来,恐怕一年都过去了.不如找个人摆平模电,你自己搞程序好了

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hnlxy712| | 2012-7-2 12:21 | 只看该作者
ICL7135ICL7135ICL7135ICL7135???

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冷雨寒风|  楼主 | 2012-7-2 20:21 | 只看该作者
那就使用TLC1549,10位AD转换芯片(8Pin,单路,价格10多元),再加上AT89S52单片机。我的博客里有TLC1549和AT89S52单片机的的电路和驱动程序,拿来即用,你可以节省很多时间啦。 ...
wukunshan 发表于 2012-7-2 10:18


多谢吴师傅!刚才去你的博客看了。
TLC1549 外围部分切实比ICL7135简单多了。
但是我现在的主要问题是交流电压采集这块。TLC1549 也无法省略 AC转DC 的电路吧?

比起单片机自带的10位AD,TLC1549 的优势是速度还是稳定性或者测量精度呢?

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11
冷雨寒风|  楼主 | 2012-7-2 20:30 | 只看该作者
ICL7135可是神器,网络上资料很多,但可能不太好买了吧
yewuyi 发表于 2012-7-2 10:20


很容易买啊!taobao上就有卖的,而且价格也不贵。
除非你说的是特定的版本。

ICL7135 毕竟是很老的AD了。说是神器可能是研究这个的牛人比较多吧,只有在懂用的人手里才能成为神器。通过硬件、甚至软件优化,据说可以超过标称精度。
如果照抄官方文档搭建电路,很难做得好的。
它最大的缺点可能就是转换速度慢了。

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12
冷雨寒风|  楼主 | 2012-7-2 20:32 | 只看该作者
模电知识匮乏,等你搞出来,恐怕一年都过去了.不如找个人摆平模电,你自己搞程序好了
奔牛滚滚 发表于 2012-7-2 12:19


这确实是个快速的办法,可我不想以后又要为这个头痛,就当是补习点模电知识吧。

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13
冷雨寒风|  楼主 | 2012-7-2 21:31 | 只看该作者
用V/F转换器,测量交流电压很方便,测量结果直接就是交流电压的平均值,不用软件处理,体积还小,价格便宜。
yhn1973 发表于 2012-7-2 11:17


多谢指教!你说的 V/F转换器 可有具体型号?
可是指 AD650 ?我要和单片机连接,相对于 AD536 他有什么优势吗?

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qq65411253| | 2012-7-2 21:44 | 只看该作者
告诉楼主一个投机取巧的方法。直接用一片CS5463,交/直流、真有效值一片搞定,不需要神马AD536。分辨率(不是精度)轻松满足12位。当然,如果你说的精度是十进制10位,那我就没辙了。只是软件上面........看楼主的水平估计要头痛几天了。

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qq65411253| | 2012-7-2 21:46 | 只看该作者
楼主能不能透露一下做的什么项目啊?在哪座城市?看了你这个我有点似曾相识。

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16
冷雨寒风|  楼主 | 2012-7-5 10:18 | 只看该作者
14# qq65411253

多谢了。这个方法的确很巧。虽然这个芯片程序比较复杂,那也是几天的功夫。不过看它的外围电路不比ICL7135好伺候,而且测试负电压还要外加电路吧?

我是广东的。这个项目是用在老化过程中测试PCB上的元件,尽可发现隐藏故障。

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dlyt_test001| | 2012-7-5 10:23 | 只看该作者
STC有带AD的单片机

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18
冷雨寒风|  楼主 | 2012-7-5 11:26 | 只看该作者
STC有带AD的单片机
dlyt_test001 发表于 2012-7-5 10:23


我正在尝试 STC12C5A60S2,简单搭建了一个电路。满量程和0V精度方面和速度都满足要求,而且电路超级简单。

但是有两个问题:
1.不支持负电压测试
2.空载输入端不归0,难道也要在输入端加电阻??
3.交流测试。。当然加一片AD536应该能解决这个问题。

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李富贵| | 2012-7-5 15:56 | 只看该作者
显然是用错了电容,7135有三个电容非常重要,楼猪仔细看看datasheet吧,里面特别强调过。

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冷雨寒风|  楼主 | 2012-7-5 18:11 | 只看该作者
显然是用错了电容,7135有三个电容非常重要,楼猪仔细看看datasheet吧,里面特别强调过。
李富贵 发表于 2012-7-5 15:56


官方的典型应用也才4个电容。那个0.47uf的积分电容对测量精度影响很大,这个我知道。
官方的典型应用如下:

实在是看不出来那个电容用错了?是指容量呢,还是类型?请指教,谢谢!

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