学位论文--基于单片机的数字多用表设计.docVIP

基于单片机的数字多用表设计 摘 要 本次设计采用单片机芯片STC89C52与ADC0809设计一个数字多用表，能够测量交、直流电压值，直流电流，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。为使系统更加稳定，使系统的整体精度得以保障，本电路使用了ADC0809数据转换芯片，单片机系统设计采用STC89C52作为主控芯片，配以RC上电复位电路和震荡电路，程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。 关键词:数字多用表 STC89C52单片机 AD转换与控制 目录 第一章 绪 论 1 1.1数字多用表设计背景 1 1.1.1数字多用表的设计目的和意义 1 1.2 数字多用表的设计依据 1 1.3数字多用表设计任务及要求 1 1.4数字多用表简介 2 第二章 数字多用表硬件电路的总体设计 2 2.1数字多用表的硬件系统设计框架图 2 2.2硬件电路设计方案及选用芯片介绍 3 2.2.1 设计方案 3 2.2.2 STC89C52芯片功能特性描述 3 2.2.3数码管显示器的结构及其工作原理 6 2.2.4 A/D转换电路的设计 7 2.2.5 各模块直接引脚连接方法 10 第三章 数字多用表的软件设计 11 3.1系统总流程图 11 3.2物理量采集处理流程 12 3.3电压测量过程流程图 13 3.4电流的测量过程流程图 14 3.5 各模板仿真及源程序 15 3.5.1 仿真图 16 3.5.2 源程序 16 3.6 器件清单 25 第四章 总结 25 4.1 分析总结 25 4.2 心得体会 26 参考文献 26  第一章 绪 论 数字多用表亦称数字万用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式多用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片的数字多用表，精度高、抗干扰能力强，可扩展尾强、集成方便，目前，由各种单片机芯片构成的数字电多用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。 1.1数字多用表设计背景 1.1.1数字多用表的设计目的和意义 数字是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量1.2 数字多用表的设计依据 根据数字多用表的原理，结合以下的设计要求：设计一个数字多用表，能够测量交、直流电压值，直流电流。实现多级量程的直流电压测量，实现多级量程的交流电压测量，实现多级量程的直流电流测量实现多级量程的电阻测量。由此设想出以下的解决方法，即数字多用表的系统由分流电阻、分压电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障。 1.3数字多用表设计任务及要求 本设计重点要解决的问题是对不同量程的各种测量内容的转换，还有就是各部分电路组合成一个完整的数字多用表，而难点解决的问题就是程序的设计，要保正其可行性从而保证设计的正确性。 1.4数字多用表简介 数字多用表是电子测试领域最基本的工具，也是一种使用广泛的测试仪器。多用表又叫多用表、三用表(A,V,Ω也即电流，电压，电阻三用）、复用表、万能表，一般多用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等量，有的还可以测交流电流、电容量、电感量，温度及半导体的一些参数。数字多用表，作为现代化的多用途电子测量仪器，主要用于物理、电气、电子等测量领域。 数字式多用表的特点： 数字式多用表显示直观，测量速度比指针表快，误差也比指针表小，保护电路设计也比指针表要更好，但无法测量快速变化的信号，工作时必须要使用电池。 数字式多用表的构成也分为三部分： （1）表头 数字式多用表的表头由A/D转换器，译码设备，以及显示器组成，其性能指标主要取决于A/D转换器的位数，A/D转换器的位数越高，测量的精度就越高。 （2）测量线路 测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的电压信号的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成。 它能将各种不同的被测量（如电流、电压、电阻等）、不同的量程，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量限的微小电压信号送入表头进行测量。 （3）转换开关 转换开关的作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般有多个，分别标有不同的档位和量程。 第二章 数字多用表硬件电路的总体设计 2.1数字多用表的硬件系统设计框架图 如下图2.1所示，本多用表由以下几部分功能组成，复位电路、震荡电路、ADC输入、被测量显示、超限报警、ADC使能