【正文】 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 封面 i 題 目： 基于 AT89S52 單片機(jī)的數(shù)字萬(wàn)用表 設(shè)計(jì) 英文題目： THE DESIGN OF DIGITAL MULTITESTER BASED ON MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 專 業(yè) 二 零 零 八 年 六 月 i 摘 要 本次設(shè)計(jì) 用單片機(jī)芯片 AT89S52 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字萬(wàn)用表，能夠測(cè)量交、直流電壓值 、 直流電流、直流電阻 以及電容 ，四位數(shù)碼顯示。 此系統(tǒng)由分流電阻、分壓電阻、基準(zhǔn)電阻、電容測(cè)試芯片電路、 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示部分、報(bào)警部分、 AD 轉(zhuǎn)換和控制部分組成。為使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，使系統(tǒng)整體精度得以保障，本電路使用了AD0809 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片，單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 AT89S52 單片機(jī)作為主控芯片，配以RC 上電復(fù)位電路和 震蕩電路，顯示芯片用 TEC6122，驅(qū)動(dòng) 8 位數(shù)碼管顯示。程 序每執(zhí)行周期耗時(shí)縮到最短，這樣保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。 關(guān)鍵詞 數(shù)字萬(wàn)用表 AT89S52 單片機(jī) AD 轉(zhuǎn)換與控制 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) Abstract ii Abstract This design is design a digital universal meter with chip AT89s52 of onechip puter, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 onechip puters, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the onechip puter system is designed to adopt AT89S52 onechip puter as the top management chip, the electricity is restored to the throne the circuit and and shaken the circuit to match on RC, show that the chip uses TEC6122, urge 8 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the realtime character of the security system. Keyword: Digital universal meter AT89S52 onechip puter AD changes and controls 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 目錄 3 目 錄 摘 要 ................................................................. i Abstract .............................................................. ii 緒 論 ................................................................. 4 1. 數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)背景 .................................................. 6 數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)目的和意義 ...................................... 6 數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)依據(jù) ............................................ 6 數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決的問題 .................................... 6 2 數(shù)字萬(wàn)用表總 體設(shè)計(jì)方案 ............................................... 6 數(shù)字萬(wàn)用表的基本原理 ............................................ 6 數(shù)字萬(wàn)用表的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架圖 ............................. 12 硬件電路設(shè)計(jì)方案及選用芯片介紹 ................................. 13 設(shè)計(jì)方案 ................................................. 13 芯片選擇及功能簡(jiǎn)介 ....................................... 14 數(shù)字萬(wàn)用表的硬件設(shè)計(jì) ........................................... 24 分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實(shí)現(xiàn)方法 ............................ 24 數(shù)字萬(wàn)用表控制硬件整體結(jié)構(gòu)圖 ............................ 29 電路的工作過程描述 ....................................... 29 3. 系統(tǒng)軟件與流程圖 ................................................... 30 電路功能模塊 ................................................... 30 系統(tǒng)總流程圖 ................................................... 30 物理量采集處理流程 ............................................. 32 電壓測(cè)量過程流程圖 ............................................. 32 電流的測(cè)量過程流程圖 ........................................... 34 電阻的測(cè)量 過程流程圖 ........................................... 35 電容測(cè)量過程流程圖 ............................................. 36 結(jié) 論 ................................................................ 37 致 謝 ................................................................ 38 參考文獻(xiàn) .............................................................. 39 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 緒論 4 緒 論 數(shù)字萬(wàn)用表亦稱數(shù)字多用表 ,簡(jiǎn)稱 DMM(Digtial Multimeter)。它是采用數(shù)字化測(cè)量技 術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式萬(wàn)用表功能單精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片的數(shù)字萬(wàn)用表，精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展尾強(qiáng)、集成方便，目前，由各種單片機(jī)芯片構(gòu)成的數(shù)字電萬(wàn)用表，已被廣泛用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。 數(shù)字萬(wàn)用表具有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)： 1）．顯示清晰直觀，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確 為了提高觀察的清晰度，新型的手持式數(shù)字用用表（ HDMM）已普遍采用字高為 26mm的大屏幕 LCD（液晶顯示器）。有些數(shù)字萬(wàn)用表 還增加了背光源，以便于夜間觀察讀數(shù)。 2）．顯示位數(shù) 數(shù)字萬(wàn)用表的顯示位數(shù)通常為 3 位半到 8 位半。 3）．準(zhǔn)確度高 準(zhǔn)確度是測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度，也反映了測(cè)量誤差的大小，準(zhǔn)確度愈高，測(cè)量誤差愈小。數(shù)字萬(wàn)用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于指針萬(wàn)用表。 4）．分辨力高 數(shù)字萬(wàn)用表在最低電壓量程上末位 1 個(gè)字所代表的電壓值，稱作儀表的分辨力，宏觀世界反映了儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。 5）．測(cè)試功能強(qiáng) 數(shù)字萬(wàn)用表不公可以測(cè)量直流電壓（ DCV）、交流電壓（ ACV）、直流 電流（ DCA）、交流電流（ ACA）、電阻（Ω）、二極管正向壓降（ Uf）、等等。新型數(shù)字萬(wàn)用表大多增加了下述測(cè)試功能：讀數(shù)保持（ HOLD）、邏輯（ LOGIC）測(cè)試等等。 6）．測(cè)量范圍寬 數(shù)字萬(wàn)用表可滿足常規(guī)電子測(cè)量的需要。智能數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量范圍更寬。 7）．測(cè)量速率快 數(shù)字萬(wàn)用表在每秒鐘內(nèi)對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量次數(shù)叫測(cè)量速率，單位是“次 /秒”。它主要取決于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。一般數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量速率為 2~5 次 /秒。有的能達(dá)到 20 次 /秒以上，另有的一些比這個(gè)還要高得多。數(shù)字萬(wàn)用表可滿足不同用戶對(duì)測(cè)量速率的需要 。 8）．輸入阻抗高 數(shù)字萬(wàn)用表電壓擋具有很高的輸入阻抗，通常為 10~10000MΩ，從被測(cè)電路上吸取東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 緒論 5 的電流小，不會(huì)影響被測(cè)信號(hào)源的工作狀態(tài)，能減小由信號(hào)源內(nèi)阻引起的測(cè)量誤差。 9）．集成度高，微功耗 新型數(shù)字萬(wàn)用表普遍采用 CMOS 大規(guī)模集成電路的 A/D 轉(zhuǎn)換器，整機(jī)功耗很低， 3位半， 4 位半手持式數(shù)字萬(wàn)用表的整機(jī)功耗僅幾十毫瓦，可用 9V 疊層電池供電。 10）．保護(hù)功能完善，抗干擾能力強(qiáng) 數(shù)字萬(wàn)用表具有比較完善的保護(hù)電路，過載能力強(qiáng)，新型數(shù)字萬(wàn)用表還增加了高壓保護(hù)器件，能防止浪涌電壓。 本設(shè)計(jì)就是基于這個(gè)基礎(chǔ)設(shè) 計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字萬(wàn)用表。該設(shè)備具有直觀簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。并且能深入的說(shuō)明萬(wàn)用表的測(cè)量原理。能直觀的了解萬(wàn)用表各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)和測(cè)試原則。 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 總體設(shè)計(jì)方案 6 1. 數(shù)字萬(wàn)用表 設(shè)計(jì)背景 在本章中主要介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和總體方案及系統(tǒng)概述等。 數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)目的和意義 數(shù)字 萬(wàn)用 表是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測(cè)量領(lǐng)域大量使 用的一種基本測(cè)量 ，已被廣泛應(yīng)用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力。隨著時(shí)代科技的進(jìn)步，數(shù)字萬(wàn)用表的功能越來(lái)越強(qiáng)大，把電量及非電量的測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。 數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)依據(jù) 根據(jù)數(shù)字萬(wàn)用表的原理，結(jié)合以下的設(shè)計(jì)要求：“ 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字萬(wàn)用表，能夠測(cè)量交、直流電壓值，直流電流、直流電阻，四位數(shù)碼顯示。實(shí)現(xiàn) 多 級(jí)量程的直流電壓測(cè)量，其量程范圍是 200mv、 2v ,20v,200v 和 多 級(jí)量程的交流電壓測(cè)量，其量程范圍是 200mv、 2v ,20v,200v 和 多 級(jí)量程的直流電流測(cè)量，其量程范圍是 2mA ， 20mA， 200mA、