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1、工程描述

用STM32F103C8T6制作了一款簡(jiǎn)易的數(shù)字萬用表，使用OLED顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。

  

其具有——電壓、電流、電阻、通斷測(cè)量、量程自動(dòng)切換、波形顯示、RMS值計(jì)算、超量程保護(hù)功能。該設(shè)計(jì)外圍電路穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉。






可測(cè)量電壓范圍：直流0~30V，誤差±1%；
可測(cè)量電流范圍：直流0~2A，誤差±1%；
可測(cè)量電阻范圍：0Ω~100KΩ, 誤差±1%；
供電電源采用+12V供電。

01、電源電路

本電路采用兩級(jí)LM1117 LDO芯片串聯(lián)組成。第一級(jí)將輸入電壓轉(zhuǎn)換為5V輸出；第二級(jí)將5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V，從而滿足系統(tǒng)各模塊的供電需求。

02、電壓檢測(cè)電路

使用1片LM324運(yùn)放，分別取3路構(gòu)成放大器、衰減器、跟隨器，以適用不同電壓等級(jí)輸入。運(yùn)放輸出接入CD4052模擬開關(guān)，用于量程切換。

  

03、電流檢測(cè)電路
電流感應(yīng)放大芯片使用max4080，其放大倍數(shù)為20倍。通過繼電器選取不同采樣電阻 實(shí)現(xiàn)量程切換功能。




04、電阻檢測(cè)電路
通過電阻分壓原理實(shí)現(xiàn)電阻測(cè)量，通過MOS管選擇不同量程分壓電阻。



05、其他電路
包含OLED顯示屏接口（OLED采用中景園電子 1.91英寸顯示屏）、矩陣鍵盤接口等。






初始化配置采用STM32CubeMX工具進(jìn)行。邏輯代碼主要目的是實(shí)現(xiàn)——量程切換電路的控制、按鍵狀態(tài)讀取、測(cè)量結(jié)果處理、送入OLED屏幕顯示等。

01、準(zhǔn)確度優(yōu)化方案

所有分壓電阻選用0.1%精度采樣電阻。
軟件使能自校正，使用HAL庫(kù)函數(shù)：
HAL_StatusTypeDef HAL_ADCEx_Calibration_Start(ADC_HandleTypeDef* hadc)
盡可能增大ADC周期數(shù)以提高測(cè)量精度，當(dāng)前已設(shè)置為最大值（239.5Cycles）。本次設(shè)計(jì)在測(cè)量電壓、電流、電阻時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較低。
設(shè)計(jì)采用滑動(dòng)窗口濾波器，保證了濾波效果、實(shí)時(shí)性。
線性擬合校正：通過記錄設(shè)備讀取值和標(biāo)準(zhǔn)萬用表讀取值，通過MatLab程序?qū)崿F(xiàn)線性擬合。擬合實(shí)現(xiàn)相關(guān)系數(shù)為0.9999981的校正效果，精度進(jìn)一步提高。



02、測(cè)試效果
測(cè)試通過與UNI-T UT71C型號(hào)萬用表進(jìn)行比對(duì)，分別測(cè)量20次，取平均值：

更多詳情及附件，可從原工程查看。

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