【正文】 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 封面 i 題 目： 基于 AT89S52 單片機的數(shù)字萬用表 設計 英文題目： THE DESIGN OF DIGITAL MULTITESTER BASED ON MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT 學生姓名 學 號 指導老師 專 業(yè) 二 零 零 八 年 六 月 i 摘 要 本次設計 用單片機芯片 AT89S52 設計一個數(shù)字萬用表，能夠測量交、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、基準電阻、電容測試芯片電路、 51 單片機最小系統(tǒng)、顯示部分、報警部分、 AD 轉換和控制部分組成。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)轉換芯片，單片機系統(tǒng)設計采用 AT89S52 單片機作為主控芯片，配以RC 上電復位電路和 震蕩電路，顯示芯片用 TEC6122，驅動 8 位數(shù)碼管顯示。程 序每執(zhí)行周期耗時縮到最短，這樣保證了系統(tǒng)的實時性。 關鍵詞 數(shù)字萬用表 AT89S52 單片機 AD 轉換與控制 東華理工學院畢業(yè)設計 (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 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 目錄 3 目 錄 摘 要 ................................................................. i Abstract .............................................................. ii 緒 論 ................................................................. 4 1. 數(shù)字萬用表設計背景 .................................................. 6 數(shù)字萬用表的設計目的和意義 ...................................... 6 數(shù)字萬用表的設計依據(jù) ............................................ 6 數(shù)字萬用表設計重點解決的問題 .................................... 6 2 數(shù)字萬用表總 體設計方案 ............................................... 6 數(shù)字萬用表的基本原理 ............................................ 6 數(shù)字萬用表的硬件系統(tǒng)設計總體框架圖 ............................. 12 硬件電路設計方案及選用芯片介紹 ................................. 13 設計方案 ................................................. 13 芯片選擇及功能簡介 ....................................... 14 數(shù)字萬用表的硬件設計 ........................................... 24 分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實現(xiàn)方法 ............................ 24 數(shù)字萬用表控制硬件整體結構圖 ............................ 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 電壓測量過程流程圖 ............................................. 32 電流的測量過程流程圖 ........................................... 34 電阻的測量 過程流程圖 ........................................... 35 電容測量過程流程圖 ............................................. 36 結 論 ................................................................ 37 致 謝 ................................................................ 38 參考文獻 .............................................................. 39 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 緒論 4 緒 論 數(shù)字萬用表亦稱數(shù)字多用表 ,簡稱 DMM(Digtial Multimeter)。它是采用數(shù)字化測量技 術，把連續(xù)的模擬量轉換成不連續(xù)的、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式萬用表功能單精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片的數(shù)字萬用表，精度高、抗干擾能力強，可擴展尾強、集成方便，目前，由各種單片機芯片構成的數(shù)字電萬用表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，顯示出強大的生命力。 數(shù)字萬用表具有以下幾點特點： 1）．顯示清晰直觀，計數(shù)準確 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)字萬用表的顯示位數(shù)通常為 3 位半到 8 位半。 3）．準確度高 準確度是測量結果中系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合。它表示測量結果與真值的一致程度，也反映了測量誤差的大小，準確度愈高，測量誤差愈小。數(shù)字萬用表的準確度遠優(yōu)于指針萬用表。 4）．分辨力高 數(shù)字萬用表在最低電壓量程上末位 1 個字所代表的電壓值，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）．測試功能強 數(shù)字萬用表不公可以測量直流電壓（ 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)字萬用表大多增加了下述測試功能：讀數(shù)保持（ HOLD）、邏輯（ LOGIC）測試等等。 6）．測量范圍寬 數(shù)字萬用表可滿足常規(guī)電子測量的需要。智能數(shù)字萬用表的測量范圍更寬。 7）．測量速率快 數(shù)字萬用表在每秒鐘內(nèi)對被測電壓的測量次數(shù)叫測量速率，單位是“次 /秒”。它主要取決于 A/D 轉換器的轉換速率。一般數(shù)字萬用表的測量速率為 2~5 次 /秒。有的能達到 20 次 /秒以上，另有的一些比這個還要高得多。數(shù)字萬用表可滿足不同用戶對測量速率的需要 。 8）．輸入阻抗高 數(shù)字萬用表電壓擋具有很高的輸入阻抗，通常為 10~10000MΩ，從被測電路上吸取東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 緒論 5 的電流小，不會影響被測信號源的工作狀態(tài)，能減小由信號源內(nèi)阻引起的測量誤差。 9）．集成度高，微功耗 新型數(shù)字萬用表普遍采用 CMOS 大規(guī)模集成電路的 A/D 轉換器，整機功耗很低， 3位半， 4 位半手持式數(shù)字萬用表的整機功耗僅幾十毫瓦，可用 9V 疊層電池供電。 10）．保護功能完善，抗干擾能力強 數(shù)字萬用表具有比較完善的保護電路，過載能力強，新型數(shù)字萬用表還增加了高壓保護器件，能防止浪涌電壓。 本設計就是基于這個基礎設 計一個基于單片機的數(shù)字萬用表。該設備具有直觀簡單的優(yōu)點。并且能深入的說明萬用表的測量原理。能直觀的了解萬用表各個部分的結構和測試原則。 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 總體設計方案 6 1. 數(shù)字萬用表 設計背景 在本章中主要介紹了系統(tǒng)的設計原則和總體方案及系統(tǒng)概述等。 數(shù)字萬用表的設計目的和意義 數(shù)字 萬用 表是當前電子、電工、儀器、儀表和測量領域大量使 用的一種基本測量 ，已被廣泛應用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，示出強大的生命力。隨著時代科技的進步，數(shù)字萬用表的功能越來越強大，把電量及非電量的測量技術提高到嶄新水平。 數(shù)字萬用表的設計依據(jù) 根據(jù)數(shù)字萬用表的原理，結合以下的設計要求：“ 設計一個數(shù)字萬用表，能夠測量交、直流電壓值，直流電流、直流電阻，四位數(shù)碼顯示。實現(xiàn) 多 級量程的直流電壓測量，其量程范圍是 200mv、 2v ,20v,200v 和 多 級量程的交流電壓測量，其量程范圍是 200mv、 2v ,20v,200v 和 多 級量程的直流電流測量，其量程范圍是 2mA ， 20mA， 200mA、