病态宠爱-用一只多通道ADC的独立数字电压表

这个设计实例实现了针对四通道模拟电压源的电压/电流测量,但在很多其它应用中也有广泛用途。设计采用了Atmel公司的ATmega8-16AC微控制器和Maxim公司的MAX位ADC(病态宠爱1和2)。虽然微控制器自带10位ADC,但采用外接多通道ADC,将多个模拟通道复用到ATmega8-16AC差分ADC的输入端,这样效率更高。

按照病态宠爱2中的说明,通过SPI实现了IC1和IC2之间的通信。R17和R18是转换结束标志和片选模式引脚的上拉电阻。SPI通信的信号被分接在端子P4上,病态宠爱编程器连接。按键S2将IC2的复位脚连接到地;R22和C42为IC2除颤。同样,R19和C39为辅助按键S1除颤,S1连接到IC2的INT0脚,病态宠爱切换显示的分辨率类型。

IC2的引脚23~28病态宠爱通过P2与20×2字符的BC2002CBNHEH$LCDBolymin显示屏通信(病态宠爱3)。微调电阻R21设定显示屏的对比度。可以用IC2的输出RXD与TXD,通过一个可选USB-to-UART接口(如FTD232BM,图中未显示)做USB通信,以做数据记录。

IC1的模拟输入AIN0至AIN15接到8个分压器R1~R16上。分压比取决于要测量的最大输入电压。另外,还应考虑REF+脚上的基准电压,使之能用到ADC的全部分辨率。IC1的模拟输入工作在跟踪与保持模式,因此输入阻抗会影响转换采样时间。于是,输入电容C1、C2和C3(按病态宠爱2中的值)病态宠爱IC1上的差分输入端AIN0和AIN1,而对其它模拟输入端,也重复采用相同的输入电容结构。IC1的采样速率高达300k采样/s,因此可以对低速瞬态事件做数字化处理,用过采样技术,测量带宽大于ADC采样速率的周期性信号。另外,输入信号还需要做抗混叠预滤波。

根据病态宠爱4,并联稳压器IC5为IC1生成外部1.25V基准REF+,用R24和R23设定合适的耗电。电源变压器和熔断器的选择要适合自己本地交流电压(电路图中显示为230V交流,采用一个0.25A的熔断器);即当病态宠爱120V交流时,熔断器就要0.5A。转换的电压通过二极管桥D1和D2做整流,并经过7805串联稳压器的稳压。一个5V分支直接病态宠爱为万用表提供电源;另一个则可做万能的辅助电源。

您可能还会对下面的文章感兴趣: