智能萬用表芯片的分析研究及應(yīng)用設(shè)計(jì).pdf

1、智能萬用表是帶微處理器或單片機(jī)的高檔數(shù)字儀表，它是硬件、軟件相結(jié)合，軟件決定儀器智能高低的新型儀表。其主要優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、功能強(qiáng)，具有自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)測量、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理等功能，可通過RS-232 或IEEE-488 標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試及實(shí)時(shí)控制功能。可在現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室使用，也可嵌入測控系統(tǒng)中使用。
　　 本課題的研究對(duì)象為專用智能萬用表芯片F(xiàn)S9704，其內(nèi)部核心部件是高分辨率Σ-△ADC，它配合其他功能網(wǎng)絡(luò)完成測量

2、功能。同時(shí)，F(xiàn)S9704還具有微處理器接口，可以通過接口總線與微處理器進(jìn)行連接，控制FS9704的動(dòng)作。
　　 FS9704 應(yīng)用系統(tǒng)主要由以下模塊組成：測量模塊、微控制器模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、通訊模塊、電源模塊。采用混合信號(hào)微控制器C8051F020作為控制部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)測量模塊的控制，存儲(chǔ)模塊的讀寫，顯示模塊的顯示，與上位機(jī)的通訊等功能。本文主要進(jìn)行了以下研究工作：
　　 一方面，以智能萬用表的基本組成和一般工作原

3、理為切入點(diǎn)，研究了FS9704芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，剖析了其工作原理。
　　 首先，分析了FS9704 內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理，討論了其傳輸特性，得到了模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出等效電壓的轉(zhuǎn)換算法。
　　 然后，分析了FS9704的內(nèi)部功能網(wǎng)絡(luò)，說明了功能解碼器、復(fù)用器和預(yù)濾波器、運(yùn)算放大器和比較器等部分的工作原理，著重研究了毫伏電壓檔下的FS9704 功能網(wǎng)絡(luò)圖。
　　 接著，介紹了FS9704的微處理器接口，說明了其內(nèi)

4、部控制寄存器的讀寫方法，并對(duì)其中斷機(jī)制和測量寄存器功能進(jìn)行了研究。
　　 最后，分析了FS9704的電源系統(tǒng)工作原理。
　　 另一方面，主要對(duì)智能萬用表芯片應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行說明。
　　 首先，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行了功能模塊劃分，將其分為了測量模塊、微控制器模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、通訊模塊和電源模塊五部分。
　　 然后，介紹了各模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，著重就其中的核心技術(shù)問題進(jìn)行了討論。測量模塊主

5、要完成待測信號(hào)的調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換，整個(gè)過程在微處理器的控制下完成。微處理器通過控制接口、按照一定的控制時(shí)序?qū)崿F(xiàn)對(duì)FS9704的控制?？刂七^程中所需的一些配置信息可通過SPI 接口從外部FLASH 存儲(chǔ)器讀取，所需記錄的數(shù)據(jù)也可寫入該存儲(chǔ)器中。測量得到的結(jié)果可以驅(qū)動(dòng)液晶顯示模塊進(jìn)行顯示。此外，使用通訊模塊，上位機(jī)可以方便地與單片機(jī)進(jìn)行通訊，監(jiān)控測量過程，存儲(chǔ)、顯示測量數(shù)據(jù)。
　　 最后，對(duì)各功能模塊進(jìn)行了軟硬件集成設(shè)計(jì)，完善了系統(tǒng)功