【精品】单片机毕业设计442549.doc

安徽机电职业技术学院 毕业设计说明书 液晶显示多功能电测仪表的设计 系 （部） 电 气 工 程 系 专 业 应用电子技术 班 级 电子3092 班 姓 名 闫 丙 文 学 号 1301093073 指导教师 陈 俊 2011 ～ 2012 学年第 一 学期 指导教师评语 等级 签名 日期 目 录 引 言 1 第1章 系统硬件电路的设计 2 1.1 硬件电路总体设计思路 2 1.2单片机最小系统电路设计 2 1.2.1 AT89C51芯片的硬件结构 3 1.2.2 AT89C51的功能介绍 3 1.2.3 AT89C51的时钟电路 3 1.2.4 AT89C51的复位电路 4 1.3电量信号采集模块电路设计 5 1.3.1电压采样电路 7 1.3.2电流采样电路 8 1.4 A/D转换模块 9 1.4.1 CS5460A的内部结构 9 1.4.2 CS5460A的工作原理 10 1.5 LCD显示 11 1.6通讯模块 13 1.7报警电路部分 15 1.8功能按键部分 15 1.9 电源电路 16 第2章 系统软件的设计 17 2.1 软件设计思路 17 2.2 主程序的介绍 17 2.3 CS5460的操作 18 2.3.1系统校准 19 2.3.2数据的读写 19 2.3.3 CS5460A工作流程图 21 2.4 电压、电流标量变换 22 2.5 显示子程序设计 23 结论与展望 25 致 谢 26 参考文献 27 摘 要 本设计课题主要从实际应用出发，拟设计一个可准确测量三相四线制供电系统交流电电压/电流有效值并能实时显示的电测仪表，这对工业过程的实时监控有着重要的意义。本文中多功能电测仪表的控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换器采用CS5460A为主要硬件，其中,着重介绍了该表的硬件电路设计与软件设计。该系统的电路简单，所用的元件较少，成本低，体积小很便与安装。另外,其还具有扩展量程测量，测量结果远程传送等功能。考虑到CS5460A在本设计中的重要地位,本文在一些篇幅中介绍了CS5460A的功能特性以及在电量测量中的应用,并给出了典型应用电路以及读写子程序,介绍了其校准等功能的操作。 该电测仪表设计是基于单片机应用系统而开发的，可称为智能化仪表，其高准确度、高可靠性、高分辨性、高性价比、操作简单等优良特性将受到人们的青睐。 关键词：单片机;多功能;CS5460A;电测仪表 引 言 智能是用以实现信息的获取、传输、变换、存储、处理与分析,并根据处理结果对生产过程进行控制的重要技术工具。其中包括检测仪表、分析仪表、执行与控制仪表、记录仪表等几大类,也有将几部分功能集成在一起的仪表,是工业控制领域的基础智能日益广泛地应用在工业自动化领域,随着生产自动化要求的不断提高,对智能的设计提出了更高的要求。/电流/功率等，如果需要同时测量这些数据需要多个仪表，这不仅浪费资源和操作的不方便，而且也不能实时的显示。同时测量的精确度，稳定度也不高，在一些需要精确显示的场合，这可能关系到整个系统的稳定性及安全性等，然而在今天，随着科学技术的进步，自动化技术越来越成熟，智能化仪器仪表装置无处不在，再也不需要多个电表同时工作，多功能电测仪表也随着科学技术的发展逐步走出了单一测量仪表的阶段。同时电子技术的发展，使得功率/电量采集芯片和微控制器的层出不穷，以及功能的增多，且在精度，稳定性上也大大提高，这又一次电测仪表的飞跃和电力系统自动化的发展。 当前表正向着全电子式、多功能、具有标准通讯接口以及远程抄控功能的方向发展。基于单片机数字表的设计主要完成对电压/电流信号的实时检测和显示，要求实现量程功能。本毕业设计通过信号采集模块把三相四线制的电力系统中的大电流和大电压信号转换成CS5460A 可接受的小电压信号，将采集到的小电压信号送入CS5460的差分信号输入通道，CS5460A对其进行A/D转换，将模拟信号转化为24位的数字信号。CS5460通过串行方式与单片机进行数据交换。通过单片机进行数据处理将数字信号量化分解送入显示。当电流发生异常时，报警电路可输出声光报警信号。用户可以通过功能按键进行电表测量参数设置(如电流/电压变比,通讯波特率等)。 .1 硬件电路总体设计思路 图1-1硬件设计总体框图 图1-1为硬件设计的总体框图，由图可以看出硬件电路的设计主要由单片机最小系统、A/D