工频弱磁测量仪 测量仪硬件由电源模块和两块电路板以及磁场探头组成。由于本仪器的用途在于测量环境工频磁场的大小，有可能长时间在难以取得电源的户外环境下工作，我们选择了蓄电池（12V，4Ah）作为测量仪的供电电源，并制作了与蓄电池配套的充电装置，蓄电池的输出电压经DC/DC转换器（输入5~18V，输出12V，+5V）进行转换后供给测量仪电路。两块电路板中一块为模拟板，主要完成经探头采样的信号的滤波、放大、采样以及对放大倍数选择的控制；一块为数字板，主要完成采样信号的模数转换、计算（消除噪声并还原信号）、显示以及对一个固定时段zui大值的存取。
测量仪的总体框图如图1所示。
探头（感应线圈）将待测磁场转换成电压信号，经过滤波、放大、采样保持和多路开关（有三路信号）后送入到AD574进行模数转换，然后送入单片机8032进行信号处理并通过液晶显示模块将测量结果显示出来。
模拟电路结构
模拟电路部分框图如图2所示，其中Vin1、Vin2、Vin3为探头输出的三路感应电压信号，由于待测磁场比较微弱，感应线圈输出的电压信号将是叠加有大量噪声的工频信号；为了从噪声中提取有用信号，我们采用了RLC串联谐振电路对输入信号进行滤波，然后芤怯梅糯笃鰽D624对工频信号进行放大（由单片机控制多路开关AD7502选通控制放大倍数），三路采样保持器的输出经多路开关AD7501（由单片机控制选通）后输入到数字板上的模数转换器AD574进行模数转换。
数字电路结构
数字电路部分框图如图3所示，单片机8032是本测量仪的中心，ROM27128和RAM6264直接挂在单片机的数据总线和地址总线上，LCM为字符型液晶显示模块，Vin为模拟电路的输出信号。
输入到AD574的电压信号经模数转换成数字量后输入到单片机还原成模拟量，然后输出到LCM进行显示。
AD574功能介绍
AD574是美国AnalogDevice公司生产的12位逐次逼近式模数转换器，其主要特点是：①有参考电压基准和时钟电路，不需外部时钟就可以工作；②转换速率高，12位转换25s，8位转换16s；③8位或16位微处理器接口，自带三态输出缓冲电路，可直接挂在单片机的数据总线上而无需接口电路；④温度适应范围大，在-55~+125C范围内满足线性要求。其管脚排列如图4所示。主要功能引脚介绍如下：
AC：模拟地
DC：数字地
CS：片选信号，低电平有效
CE：片使能，高电平有效
R/C：读/启动信号，高电平读数据，低转换
12/8：数据格式选择，高电平12位数据同时有效，低电平时*次输出高8位，第二次输出低四位有效，中四位为零。
A0：内部寄存器控制输入端，在12/8接地的情况下，高电平时高8位数据有效，低电平时低4位有效，中间4位为零，高4位为高阻态；在R/C为低的情况下，高电平启动12位转换，低电平启动8为转换。
STS：工作状态输出端，高电平表示正在转换，低电平表示转换完毕。
AD574和单片机的接口
在本测量仪中，AD574与8032的接口电路如图5所示。采用-5V~+5V双极性输入方式，脚直接接地，分两次输出转换结果，3、4、5脚分别接至单片机地址总线的高位P2。5、P2。4、P2。3，单片机的读写信号经过一级与非门后送到AD574的CE脚作为使能信号，AD574状态脚（STATUS）接单片机外部中断0，用中断方式读转换结果。与AD574的12脚和10脚相接的两个0。1k的电位器分别用于零点调整和满刻度调整（增益调整），具体的调整方法是：①零点调整：调整R1使得输入模拟电压从-5V变化到-4。9988V（即输入电压变化1/2LSB）时，输出数字量从000000000000变化到000000000001。②满刻度调整（增益调整）：调整R2使得输入模拟电压从+4。9988V变化到+5V（即输入电压变化1/2LSB），输出数字量从111111111110变化到111111111111。
在设计硬件电路时要十分注意的一点就是AD574的数据输出线与单片机数据总线的连接方式：应该将高8位DB4~DB11接到数据总线的D0~D7，低4位DB0~DB3接到数据总线的高4位D4~D7。如果接错的话就不能读取正确的转换结果，而且还很容易烧坏芯片。
中断服务程序
由图3所示的硬件接法，我们得到AD574各操作对应的口地址为：
启动变换：47FFH
读转换结果高8位：4FFFH
读转换结果低4位：5FFFH
据此我们用单片机语言C51编写的AD574中断服务程序为：
voidad574（void）interrupt0
{
charr1，r2;
charxdata*p;
intcaiyang1=0x2100;
intcaiyang2=0x2200;
p=0x4fff;
ACC=*p;
r1=ACC;//读转换结果高8位
p=0x5fff;r2=ACC;//读转换结果低4位
XBYTE[caiyang1]=r1;
XBYTE[caiyang2]=r2;/*将结果存入外部RAM地址单元*/
caiyang1++;
caiyang2++;
wancheng=1;/*读数完毕，置转换完成标志位为1*/
PX0=0;//关中断优先级
}
结束语
AD574由三组电源供电，即15V和+5V，由于它对从电源线引入的噪声十分敏感，几毫伏的电源噪声就会引起A/D转换几位的误差，所以在应用过程中应特别注意电源的滤波和稳压，可以采用的抗干扰措施有：①在芯片的7脚和9脚、9脚和11脚以及1脚和15脚之间接入由一个47F钽电容和一个0。01F瓷片电容并联而成的去耦网络。②在印制板设计时让模拟量输入电路与数字电路尽量分开。③芯片的数字地（15脚）和模拟地（9脚）就近接在一起。在发热量较大的应用场合，还应采取一定的散热措施。我们采用以上方法进行抗干扰设计后发现AD574的工作十分稳定可靠。
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