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1、工程描述

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

  

其具有——電壓、電流、電阻、通斷測量、量程自動切換、波形顯示、RMS值計算、超量程保護功能。該設計外圍電路穩(wěn)定可靠、價格低廉。






可測量電壓范圍：直流0~30V，誤差±1%；
可測量電流范圍：直流0~2A，誤差±1%；
可測量電阻范圍：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LM1117 LDO芯片串聯(lián)組成。第一級將輸入電壓轉換為5V輸出；第二級將5V電壓轉換為3.3V，從而滿足系統(tǒng)各模塊的供電需求。

02、電壓檢測電路

使用1片LM324運放，分別取3路構成放大器、衰減器、跟隨器，以適用不同電壓等級輸入。運放輸出接入CD4052模擬開關，用于量程切換。

  

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




04、電阻檢測電路
通過電阻分壓原理實現(xiàn)電阻測量，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工具進行。邏輯代碼主要目的是實現(xiàn)——量程切換電路的控制、按鍵狀態(tài)讀取、測量結果處理、送入OLED屏幕顯示等。

01、準確度優(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)以提高測量精度，當前已設置為最大值（239.5Cycles）。本次設計在測量電壓、電流、電阻時對實時性要求較低。
設計采用滑動窗口濾波器，保證了濾波效果、實時性。
線性擬合校正：通過記錄設備讀取值和標準萬用表讀取值，通過MatLab程序?qū)崿F(xiàn)線性擬合。擬合實現(xiàn)相關系數(shù)為0.9999981的校正效果，精度進一步提高。



02、測試效果
測試通過與UNI-T UT71C型號萬用表進行比對，分別測量20次，取平均值：

更多詳情及附件，可從原工程查看。

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