一種新型子母型數字多用表的研制

摘要：介紹一種新型的子母型數字多用表，該多用表在保留原有測量功能的前提下，增加了遠程監視功能，此功能借助先進(jìn)的跳頻技術(shù)將母機測量的數據發(fā)送給子機，以達到測量值在母機和子機的液晶屏上同時(shí)顯示的目的，從而滿(mǎn)足高空、狹小等特殊作業(yè)環(huán)境使用。該表采用低功耗的PIC單片機作為處理器，以節約能耗，增加電池壽命。
關(guān)鍵詞：子母型數字多用表；跳頻技術(shù)；母機和子機；特殊作業(yè)環(huán)境；低功耗

O 引 言
數字多用表作為電子測試基礎工具，以其準確度高、測量范圍寬、測量速度快、體積小、抗干擾能力強、使用方便等特點(diǎn)被廣泛應用于科研、工廠(chǎng)、學(xué)校、計量測試等技術(shù)領(lǐng)域。但在高空、狹小等特殊作業(yè)環(huán)境下使用普通數字多用表會(huì )受到一定限制，其主要表現為測量時(shí)多用表的放置位置可能不便于讀數。針對以上不足，設計了一種子母型數字多用表，該表由用于數據測量的母機部分和用于同步顯示的子機部分組成。母機和子機之間采用無(wú)線(xiàn)跳頻通信，子機小巧，可佩帶于手腕或放置于其他便于觀(guān)察的地方，母機則可隨意放置，從而方便操作人員對實(shí)測數據的讀取。

1 系統結構及工作原理
子母型數字多用表分為母機和子機兩個(gè)部分，母機主要功能在于數據測量和向子機發(fā)送測量數據，子機接收并顯示該數據。
1．1 母機部分
母機從結構上可分為測量電路、微處理器、高頻發(fā)射電路和天線(xiàn)4個(gè)部分，其結構框圖如圖1所示。

當母機設置為子母型工作模式時(shí)，測量電路將所測得的數據通過(guò)串行口傳給微處理器，微處理器驅動(dòng)高頻發(fā)射電路以跳頻通信形式將該數據由天線(xiàn)發(fā)射出去。發(fā)射的頻段可分布在315 MHz，433 MHz，868 MHz，915 MHz和2．4 GHz五個(gè)頻段，每個(gè)頻段至少有64個(gè)頻道，足以滿(mǎn)足跳頻通信需求。微處理器選用低功耗芯片，以確保整個(gè)系統處于低功耗狀態(tài)工作，延長(cháng)電池壽命。高頻發(fā)射電路在微處理的控制下實(shí)現靈活的跳頻發(fā)射。發(fā)射頻率、發(fā)射功率、接收地址和數據包大小都可隨意調整。
1．2 子機部分
與母機相對應，子機從結構上可由天線(xiàn)、高頻接收電路、微處理器、液晶顯示4個(gè)部分組成，其結構框圖如圖2所示。

子機主要完成接收和顯示母機發(fā)射給它的數據，接收時(shí)頻率點(diǎn)和地址必須相同，并且能夠在母機的起跳指令下按一定規律跳頻。子機接收天線(xiàn)將接收到的高頻信號傳給高頻接收電路進(jìn)行解調，將所得數據送到接收微處理器進(jìn)行分析得出有用信息，再驅動(dòng)液晶顯示屏顯示，其顯示的數據就是母機當前顯示的數據，以便于實(shí)測數據讀取。
母機和子機之間的對應模式可由母機的發(fā)送微處理器和子機的接收微處理器共同設置，通過(guò)設置適配器設置母機和子機的工作頻段和地址來(lái)完成，當母機和子機的頻段和地址一致時(shí)，子機方可接收顯示母機下傳的數據，且母機和子機在同一頻段所分布的頻道內跳頻，從而實(shí)現多個(gè)子母型數字多用表在相互靠近的情況下獨立工作，這就實(shí)現了對應模式的一對一。如果將多個(gè)子機的頻段和地址與一個(gè)母機的頻段和地址設置相同時(shí)，則可完成多個(gè)子機共享一個(gè)母機下傳的數據，以實(shí)現對應模式的一對多。這兩種工作模式在平常測量中都可有廣泛的應用。

2 推廣實(shí)施方案
該設計保留了普通數字多用表的電壓、電流、電阻等測量功能，并添加無(wú)線(xiàn)遠程監視功能，這樣既可滿(mǎn)足普通用戶(hù)測量使用，也可滿(mǎn)足特殊工況環(huán)境下使用。多用表可設計為轉盤(pán)檔位選擇，也可設計為按鈕檔位選擇，觸摸屏檔位選擇等多種樣式，通過(guò)按鍵可以調整量程為自動(dòng)和手動(dòng)，圖3為轉盤(pán)檔位選擇型數字多用表實(shí)物圖。

3 結 語(yǔ)
數字多用表的種類(lèi)很多，測量范圍也很廣，如何更好地發(fā)揮其優(yōu)勢是我們一直探索的目標。通過(guò)對子母型數字多用表結構和原理的介紹，展示了數字多用表的一個(gè)功能擴展，相信這個(gè)擴展功能對工程測量會(huì )有一定的幫助。