【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于單片機(jī)的智能電流檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[摘要]：電流檢測(cè)系統(tǒng)是一種比較成熟的技術(shù)，但是基于單片機(jī)的電流檢測(cè)系統(tǒng)是近來(lái)新興的一種技術(shù)，主要優(yōu)點(diǎn)是可以一次將多個(gè)電流信號(hào)測(cè)量并顯示出來(lái)。本文闡述了基于單片機(jī)的智能電流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的組成及設(shè)計(jì)方法。它的設(shè)計(jì)是為了檢測(cè)比如直流、交流以及脈沖電流信號(hào)的有效值或者平均值。它是在AT89C51單片機(jī)的基礎(chǔ)上搭建硬件，配合c語(yǔ)言編程，通過(guò)keil軟件和proteus軟件將仿真結(jié)果顯示出來(lái)。最后與準(zhǔn)確電流的對(duì)比，精確程度能達(dá)到98%。本文只是進(jìn)行了理論仿真，未進(jìn)行實(shí)物搭建，對(duì)后續(xù)工作還有待于進(jìn)一步研究。[關(guān)鍵字]：電流檢測(cè)系統(tǒng)；單片機(jī)硬件；編程；仿真Design of Intelligent Current Detection System Based on MCUAbstract: The current detection system is a relatively mature technology, but the microcontrollerbased current detection system is a recently emerging technology. Its main advantage is that more than current signals can be measured and displayed.This article describes the position and design methodology of design of intelligent current detection system based on MCU. It is in order to detect such as DC, AC and pulse current signal RMS or average. It is to build the hardware on the basis of AT89C51 microcontroller with C language programming, Keil software and Proteus software simulation results displayed. Finally, pared with accurate and current, the precision of the detection system can reach 98%.This article run a theoretical simulation, without building physical structures. Thefollowup also needs further study.Key word: Current detection system。 singlechip。 hardware。 programming。 simulation畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目 錄緒論 11 電流測(cè)量系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) 22 電流檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3 電流供給電路設(shè)計(jì) 3 數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 3．ADC0808簡(jiǎn)介 3 6 單片機(jī)顯示電路設(shè)計(jì) 7 液晶顯示器LM016L簡(jiǎn)介 7 LM016L與單片機(jī)接口設(shè)計(jì) 11 電流系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化電路 12 單片機(jī)I/O端口介紹 123 電流檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15 AD轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì) 15 電流檢測(cè)系統(tǒng)的顯示子程序 15 單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸程序和外部中斷程序 154 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計(jì)算 16 16 16 16 數(shù)據(jù)驗(yàn)算 165 子程序流程圖 17 ad模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集流程圖及程序附錄 17 LM016L顯示流程圖及程序附錄 19 22 單片機(jī)總流程圖及程序附錄 23 電流測(cè)量系統(tǒng)硬件電路圖附錄 29結(jié)論 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32I緒 論單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。基于單片機(jī)的電流智能檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)的多處理性能，來(lái)完成電流測(cè)量系統(tǒng)的智能控制。這樣可以很方便的實(shí)現(xiàn)快速的對(duì)多個(gè)電流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。國(guó)外對(duì)基于單片機(jī)的智能電流測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。顯示采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開(kāi)發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多音字綜合控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國(guó)的電流檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的很快，一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無(wú)人化的方向發(fā)展。我國(guó)對(duì)于電流測(cè)量技術(shù)的研究比較晚。我國(guó)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國(guó)家電流測(cè)控技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了基于單片機(jī)的電流測(cè)量的技術(shù)。從總體上正從消化吸收，檢點(diǎn)應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過(guò)度和發(fā)展。在技術(shù)上，我國(guó)的單片機(jī)智能測(cè)量電流的技術(shù)趨于成熟，但是在微電流測(cè)量這方面，由于單片機(jī)本身材料的缺陷使得我國(guó)與國(guó)外還有一定差距，還有待于發(fā)展。國(guó)內(nèi)許多廠商已經(jīng)開(kāi)始研究基于單片機(jī)的測(cè)量電流的系統(tǒng)，并且獲得了一定的研究成果，在精度方面達(dá)到了一定的水平。本課題可應(yīng)用于測(cè)量，以及為科研領(lǐng)域提供精確的可供參考的數(shù)據(jù)。在研究方法上，要將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的仿真運(yùn)行。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的只能測(cè)量，重在掌握單片機(jī)技術(shù)，并且能從單片機(jī)的電流智能檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中了解一些測(cè)量領(lǐng)域的知識(shí)。第39頁(yè) 共32頁(yè)1 電流測(cè)量系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)電流測(cè)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如下（）：先由外部電路給ADC0808輸入數(shù)據(jù)，然后ADC0808由單片機(jī)（AT89C51）編程控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳回單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理，然后再經(jīng)過(guò)LM016L液晶顯示器顯示出來(lái)。其間需要通過(guò)其他的外圍設(shè)備支持。 總體設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)的電流測(cè)量系統(tǒng)采集的是平均電流和有效電流，限于技術(shù)水平和硬件條件，不能測(cè)量動(dòng)態(tài)電流。2 電流檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 電流供給電路設(shè)計(jì)外部電流型號(hào)需要通過(guò)霍爾傳感器將電流轉(zhuǎn)換成為電壓，然后由滑動(dòng)變阻器和電源共同組成電流供給電路，： 電流供給電路 數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) ADC0808簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)采集電路中需要用到A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808，先對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：ADC0808是采樣頻率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 1．主要特性1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs4）單個(gè)＋5V電源供電5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度7）低功耗，約15mW2．內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0808是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)型D／A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近。 ADC08083．外部特性（引腳功能）ADC0808芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。下面說(shuō)明各引腳功能：IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端21～28：8位數(shù)字量輸出端ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效START： A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入，高電平有效EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZREF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓Vcc：電源，單一 ＋5VGND：地 ADC0808外部引腳圖當(dāng)電流通過(guò)IN0通道進(jìn)入ADC0808時(shí)，通過(guò)單片機(jī)給其指令使其開(kāi)始轉(zhuǎn)換。ADC0808的工作過(guò)程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此 地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A／D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖剑甘続／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可 用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。： ADC0808工作時(shí)序圖極限參數(shù)：電源電壓（Vcc）：控制端輸入電壓：～15V其它輸入和輸出端電壓：～Vcc+貯存溫度：65℃～+150℃功耗（T=+25℃）：875mW引線焊接溫度：①氣相焊接（60s）：215℃；②紅外焊接(15s)：220℃抗靜電強(qiáng)度：400V輸出端注意：out7為最低位out0為最高位。根據(jù)ADC0808的功能及其工作過(guò)程，： 單片機(jī)與ADC0808硬件接線圖 單片機(jī)顯示電路設(shè)計(jì) 液晶顯示器LM016L簡(jiǎn)介 單片機(jī)處理過(guò)的數(shù)據(jù)要通過(guò)LM016L液晶顯示器將結(jié)果顯示出來(lái)。所以這里有必要對(duì)LM016L進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹：LM016L液晶模塊采用HD44780控制器，HD44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)，閃爍等功能，LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采用8位或4位并行傳輸兩種方式，hd44780控制器由兩個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標(biāo)志（BF），顯示數(shù)RAM（DDRAM），字符發(fā)生器ROMA（CGOROM）字符發(fā)生器RAM（CGRAM），地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于寄存指令碼，只能寫(xiě)入不能讀出，DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫(xiě)入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)，DDTAM用來(lái)存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼，CGROM由8位字符碼生成5*7點(diǎn)陣字符160中和5*，可以查看下面的ASCII碼表。CGRAM是為用戶編寫(xiě)特殊字符留用的，它的容量?jī)H64字節(jié)，可以自定義8個(gè)5*7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5*10點(diǎn)陣字符，AC可以存儲(chǔ)DDRAM和CGRAM的地址，如果地址碼隨指令寫(xiě)入IR,則IR自動(dòng)把地址碼裝入AC，同時(shí)選擇DDRAM或CGRAM但愿，： LM016L引腳圖引腳說(shuō)明：LM016L字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來(lái)的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣， LM016L引腳功能引腳符號(hào)功能說(shuō)明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3V