第九组单片机的数字多用表的设计.docVIP

哈尔滨商业大学 基于单片机的数字多用表的设计 姓名：王立源 201010810142 吴帆 201010810532 张雪燕 201010810642 丛博 201011930002 郭爽 201010810112 班级：10级机械设计制造及其自动化（一）班 指导老师：姜海涛 时间：2013.6.1——2013.6.17 摘 要 近，的展极为迅速。从测量领域来看，一部分在高速化、方面有了明显的进步精确度的高低，直接影响着企业的经济效益。在我国现有经济水平下，使用单片机开，量精确且性价比极高，不仅适用于，还广泛适用于等量场合。A/D转换模块，转换成为单片机能够识别和处理的数字信号；然后，单片机对此数字信号进行数据处理；最后，测量结果通过LED显示模块显示出来。 本课题设计的数字多用表具有用途多、测量精确、性能稳定、携带方便等优点，是电子测量中最常用的工具之一。它可以用来测量电压、电流、电阻等，操作起来非常简单，而且还可以进行功能扩展。 ? 关键词：单片机；电子测量；A/D转换；LED显示  目 录 1 引言 1 1.1 数字多用表的研究现状 1 1.2 课题重点解决的问题 2 2 数字多用表的方案设计 2 2.1 数字多用表工作原理 2 2.2 数字多用表的硬件电路设计 3 2.2.1 电阻测量电路和电阻测量原理 4 2.2.2 电压测量电路和电压测量原理 6 2.2.3 电流测量电路和电流测量原理 8 2.2.4 LED显示 10 3 数字多用表的软件设计 13 3.1 主程序流程图 13 3.2 物理采样及处理流程 14 4 结果分析 14 4.1 KEIL C51软件环境简介 14 4.2 PROTEUS软件环境简介 15 4.3 结果分析 16 5 结束语 17 参考文献 18 附录 源程序 19 1 引言 1.1 数字多用表的研究现状 现代的精密数字多用表是一种复杂的测量仪器，它通常提供交、直流电压，交、直流电流和电阻等常规测量功能。随着大规模集成电路和显示技术的发展，数字的精度和分辨率越来越高，以其小型化、低功耗、低成本、简单易用的优势成为了计量测试、科研、国防和生产制造环境所不可或缺的主要精密测量设备。与模拟式仪表相比，数字具有准确度高、测量范围宽、测量速度快、能够快速读取数值、抗干扰能力强、使用方便等特点。目前，作为高端数字的精度和分辨率越来越高。一些高性能数字采用了双模显示，分辨率已达61/2位数字，并具有波形捕获功能多种标准的接口及以太网接口的采用，进一步扩展了数字的应用范围和应用领域。 目前的数字虽然具有很高的灵敏度和准确度，但仍存在不足之处，主：（1）实现自动化，最的问题是需要经常功能／转换量程开关，测量速度慢操作不便；（2）经常烧毁（3）触点接触不良，功能/量程选择开关的弹簧片容易被损坏氧化和变形。随着电子技术特别是检测和控制技术的飞速发展，提高数字自动化水平成为可能，测量功能自动识别数字取代手动操作的数字是必然趋势。将测控技术的发展成果应用到数字设计中，对传统数字的结构进行改造，用先进的计算机控制技术代替传统的机械功能/量程选择开关，克服了目前数字的缺点，能够进行快速、便捷、准确地测量，并大大提高了可靠性和安全性等性能指标。研制世界上最先进的新一代高智能化的数字具有重要的现实意义，对于提高我国在仪表制造业方面的国际影响力和数字在国际市场上的竞争力将发挥重大作用。 测试系统都在朝着小型化、智能化、多功能、模块化、标准化数字化和开放型方向发展，随着技术的进步和应用领域的扩大，这种演。趋于标准化，每个模块有独立的测量功能，用户可，甚至出现了系统级的芯片。提高了产品的设计水平和产品的制造质量，缩短了生产周期本重点要解决的问题是对各种测量内容和量程的转换，可以利用选择所需测量的内容，使之正确的显示在显示器上。传统的多用表在测量时需要手动切换量程,不仅不方便,而且要求不能超过该量程。如果在测量时忘记,则会出现很大的测量误差,甚至有将烧坏。另外，由于A/D转换器转换而来的值是整数，所以要把它转换为带小数点的字符串形式，从而使A/D转换器转换得到的值变成字符串的形式在LD上显示，能让各量程的值正确的显示。 本课题中采用集成多路模拟开关运算放大器设计了多用表量程自动切换技术，通过单片机检测可实现量程的自动转换。它具有结构简单体积小动作快驱动电流小操作方便优点。.hex文件加载到80C51单片机芯片，然后在Proteus软件环境中运行硬件电路，数字多用表就可以正常显示了。 本课题设计的数字多用表主要由 A/D转换数据处理显示A/D转换 图1 系统的组成原理图（框图） 2.2 数字多用表的硬件电路设计