基于STM32的自动量程电压表的设计方案
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2021-01-20
04:49:13
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基于基于STM32的自动量程电压表的设计方案的自动量程电压表的设计方案
摘要：本文介绍了一种基于STM32的自动量程电压表的设计方案。方案中所设计的自动量程电压表能够的测量
直流电压、交流电压，具有测量精度高，抗干扰能力强等特点。 方案中的整个系统可以用一块9V电池供
电，实现了低功耗和便携功能。交流测量是用AD637真有效值转换芯片将交流信号转换成直流电压后测量；用
带钳位保护的反向放大器进行输入电压转换，实现了10MΩ的输入阻抗和高安全性。电路中关键器件采用TI公司
的精密运算放大器OPA07和仪表放大器INA128,实现了高精度的测量；ADC采用STM32f103ZET6片内自带的12
位AD,实现了低功耗，量程自动切换功能。 0 引言 在智能仪器中
摘要：本文介绍了一种基于摘要：本文介绍了一种基于STM32的自动量程电压表的设计方案。方案中所设计的自动量程电压表能够的测量直流电的自动量程电压表的设计方案。方案中所设计的自动量程电压表能够的测量直流电
压、交流电压，具有测量精度高，抗干扰能力强等特点。压、交流电压，具有测量精度高，抗干扰能力强等特点。
方案中的整个系统可以用一块9V电池供电，实现了低功耗和便携功能。交流测量是用AD637真有效值转换芯片将交流信
号转换成直流电压后测量；用带钳位保护的反向放大器进行输入电压转换，实现了10MΩ的输入阻抗和高安全性。电路中关键
器件采用TI公司的精密运算放大器OPA07和仪表放大器INA128,实现了高精度的测量；ADC采用STM32f103ZET6片内自带的
12位AD,实现了低功耗，量程自动切换功能。
0 引言
在智能仪器中，常常用到自动量程转换技术，这使得仪器在很短的时间内自动选取合适的量程实现高精度的测量。自动量
程的实现一般通过控制输入信号的衰减放大倍数实现，就电压表来说其输入测量电压会大于其AD 转换器的输入范围，所以它
的量程切换基本上是信号衰减倍数切换的过程。
1.系统整体方案与工作原理
系统功能框图如图1所示。STM32F103ZET6处理器是本系统的器件，负责控制整个系统的正常工作，包括读取AD 转换
后的结果及200mV 与2V 档位的控制；按键输入动作响应；段式液晶的驱动；量程自动转换控制等。
输入的电压信号经过量程转换模块，变成可供ADC模拟输入端能正常进行采样的电压。交流电压测量模块的功能是将被
测的交流电压转换成相应的RMS 值。按键输入的功能是切换各种不同的测量模式以及计算相对误差时进行数值输入。
2.系统硬件结构
（1）电源管理硬件电路
本系统具有低功耗模式，即在一定的时间内没有操作，系统在单片机的控制下自动切断一部分电路的工作电源。电源管理
电路原理图如图2所示。
电池的正极分成两路，路是直接接入到SPX1117的输入端，SPX1117是三端集成稳压芯片，其输出端输出恒定的3.3V,作
单片机系统电源。另一路是经过三极管9012可以开关控制，本设计中在系统处于正常工作状态时，单片机控制口输出高电
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