【正文】 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)。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)。數(shù)字萬用表的準確度遠優(yōu)于指針萬用表。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。它主要取決于 A/D 轉換器的轉換速率。 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)，能減小由信號源內阻引起的測量誤差。該設備具有直觀簡單的優(yōu)點。 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?！币约半娙轀y量電路。 2 數(shù)字萬用表總體設計方案 數(shù)字萬用表的基本原理 數(shù)字萬用表的最基本功能是能夠測量交直流電壓，交直流電流，還有能夠測量電阻，數(shù)字萬用表的基本組成見圖 。 數(shù)字信號與模擬信號不同，其幅值 (大小 )是不連續(xù)的。 例如，設 ? = ，我們把被測電壓 U 與 ? 比較，看 U 是 ? 的多少倍，并把結果四舍五入取為整數(shù) N (二進制 )。如： U 是 ? ( )的 1234 倍，即 N =1234，顯示結果為 (mV )。 2) 、多量程數(shù)字電壓表原理 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 總體設計方案 8 在基準數(shù)字 電壓表頭前面加一級分壓電路 (分壓器 )，可以擴展直流電壓測量的量程。所以，實際數(shù)字萬用表的直流電壓檔電路為圖 所示，它能在不降低輸入阻抗的情況下，達到同樣的分壓效果。 盡管上述最高量程檔的理論量程是 2022V ，但通常的數(shù)字萬用表出于耐壓和安全考慮，規(guī)定最高電壓量限為 1000V 。 多量程分流器原理電路見圖 。兩只反向連接且與分流電阻并聯(lián)的二極管 D D2 為塑封硅整流二極管，它們起雙向限幅過壓保護作用。 該 ACDC 變換器主要由集成運算放大器、整流二極管、 RC 濾波器等組成，還包含一個能調整輸出電壓高低的電位器，用來對交流電壓檔進行校準之用。 由穩(wěn)壓管 ZD 提供測量基準電壓，流過標準電阻 0R 和被測電阻 XR 的電流 基本相等 (數(shù)字表頭的輸入阻抗很高，其取用的電流可忽略不計 )。 如對 200? 檔，取 01R =100? ，小數(shù)點定在十位上。當 XR 變化時，顯示值相應變化，可以從 ? 測到 ? 。當誤測高電壓時，晶體管 T 發(fā)射極將擊穿從而限制了輸入電壓的升高 。根據(jù)電壓和時間可以計算出電容的值。實現(xiàn)四級量程的直流電壓測量，其量程范圍是 2v ,20v,200v 和 測量，其量程范圍是 2v ,20v,200v 和 ，其量程范圍是 2mA ,20mA,200mA 和 ，其量程范圍是 2k ,20k,200k和 2M.，并且有超出量程的情況發(fā)生時，蜂鳴器發(fā)聲報警。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。當訪問外部程序和數(shù) 據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復用。 P1 口： P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。在 flash 編程和校驗時， P1口接收低 8 位地址字節(jié)。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2 口送出高八位地址。 P3 口： P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。否則， ALE 將被微弱拉高。 EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 AT89S52 程序存儲陣列采用字節(jié)式編程。改變地址、數(shù)據(jù)重復第 1 步到第 5 步‘知道 ’全部文件結束。多路開關可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 總體設計方案 19 輸入，共用 A/D 轉換器進行轉換。當 ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。當 ST 上跳沿時，所有內部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D 轉換；在轉換期間， ST 應保持低電平。 OE＝ 1，輸出轉換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 ADC0809 應用說明 ： （ 1）． ADC0809 內部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89S51 單片機直接相連。 （ 5）． 是否轉換完畢，我們根據(jù) EOC 信號來判斷。它可與各種型號的微處理器串行口或并行口 interface,專供驅動 8 位 X8 段共陰極 LED 數(shù)碼管（ 8X8LED 點陣）。要顯示的段碼 A， B，??， DP 是由 S1∽ S8 依次分別選通送出， S1 送 A1， B1，??， DP1，顯個位，其它位不顯示。― S1 驅動第一位