2.4 硬件設計說明

　　U100是由運放OPA177F組成的電壓跟隨器，具有輸入阻抗高，輸出阻抗低的特點，在本系統中的作用是實現匹配U101的輸入電阻和提高對輸入電壓分壓的精確度。R101和R100第二級減法運算電路的輸入匹配電阻，其阻值不宜小于10 kΩ，太小會影響ADC的測量精度。R104為限流電阻，防止電流超過VD100的最大額定電流。

　　R117和R118組成分壓電路，在R118上的電壓為45 mv，可抵消運放的零漂。若不加此分壓電路且DAC輸出為零時，經過實際測量TP102點的電壓約為120 mV，這是由運放的零漂造成的，會影響ADC的測量精度。在每一個運放輸入端添加了0.1 μF的電容，去除高頻信號，提高輸入信號的穩定性。

　　3 系統軟件設計

　　軟件部分主要功能是對輸入電壓的測量。因為硬件設計中，運放和電阻本身的參數存在誤差，所以它們組成的放大電路的放大倍數存在誤差，從而造成ADC測量產生誤差。因此，傳統方法直接利用它們組成的放大電路的計算公式(式(2))計算出的輸入電壓值誤差比較大，電壓跳動明顯。因此，在系統第一次測量輸入電壓前，首先通過軟件設計建立輸入電壓校正表校正的方法實現減小誤差。

　　校正表是在第一次測量之前建立的數據表，作用是通過此表觀察輸入電壓值與測量值之間滿足何種曲線關系。在測量輸入電壓時，通過得到的曲線關系選擇拉格朗日插值算法，并將測量的值代入選擇的拉格朗日插值公式，計算出較為精確的輸入電壓值。

3.1 軟件實現過程

　　軟件設計過程主要包括MCU的ADC進行初始化，建立輸入電壓校正表，計算表達式(5)的值，拉格朗日插值計算輸入電壓，顯示輸入電壓值。軟件設計流程如3所示。

　　設X為MCU的DAC數字量十進制的值，Y為MCU的ADC數字量十進制的值。

　　由式(4)可得式(5)：