【正文】 t 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 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(wèn)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(guò)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(guò)程流程圖 ............................................. 32 電流的測(cè)量過(guò)程流程圖 ........................................... 34 電阻的測(cè)量過(guò)程流程圖 ........................................... 35 電容測(cè)量過(guò)程流程圖 ........................................................................................... 36 結(jié) 論 ................................................................ 37 致 謝 ................................................................ 38 參考文獻(xiàn) .............................................................. 39 緒 論 數(shù)字萬(wàn)用表亦稱數(shù)字多用表 ,簡(jiǎn)稱 DMM(Digtial Multimeter)。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。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。 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” 。 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。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、 2A 和 多 級(jí)量程的電阻測(cè)量，其量程范圍是 200、2k ,20k,200k 和 2M。而對(duì)數(shù)字式儀表，需要把模擬電信號(hào) (通常是電壓信號(hào) )轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行顯示和處理 (如存儲(chǔ)、傳輸、打印、運(yùn)算等 )。 對(duì)上述情況，我們把小數(shù)點(diǎn)定在最末位之前，顯示出來(lái)的就是以 mV 為單位的被測(cè)電壓 U 的大小。 采用圖 3 的分壓電路雖然可以擴(kuò)展電壓表的量程，但在小量程檔明顯降低了電壓表的輸入阻抗，這在實(shí)際使用中是所不希望的。如圖 ，由于 rR，取樣電阻 R 上的電壓降為 iiU IR? 即被測(cè)電流 ii UI R? 圖 電流測(cè)量原理 圖 多量程分流器電路 若數(shù)字表頭的電壓量 程為 0U ，欲使電流檔量程為 0I ，則該檔的取樣電阻 (也稱分流電阻 )為 0 0UR I? 如 0U =200mV ，則 0I =200mA 檔的分流電阻為 1R??。 4） 、 交流電壓電流測(cè)量處理原理 數(shù)字萬(wàn)用表中交流電壓，電流測(cè)量電路是在直流電壓、電流測(cè)量電路的基礎(chǔ)上，在分壓器或分流器之后加入了一級(jí)交流 直流(ACDC)變換器，圖 為其原理簡(jiǎn)圖。因此，我們只要選取不同的標(biāo)準(zhǔn)電阻并適當(dāng)?shù)貙?duì)小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行定位，就能得到不同的電阻測(cè)量檔。 由上分析可知， 1 0 12 0 2 0 13 0 3 0 21001 0 0 0 1 0 0 9 0 01 0 1 9RRR R RR R R k k k? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? 圖 中由正溫度系數(shù) (PTC)熱敏電阻 1R 與晶體管 T 組成了過(guò)壓保護(hù)電路，以防誤用電阻檔去測(cè)高電壓時(shí)損壞集成電路。 圖 . 總體電路設(shè)計(jì)原理圖 及選用芯片介紹 設(shè)計(jì)方案 用單片機(jī) AT89S52 與 ADC0809 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字萬(wàn)用表，配合分流電阻、分壓電阻、基準(zhǔn)電阻可以測(cè)量 交、直流電壓值，直流電流、直流電阻，四位數(shù)碼顯示。空閑模式下， CPU 停止工作 ，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部 上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。 當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。編程接口需要一個(gè)高電壓（ 12V）編程使能信號(hào)，并且兼容常規(guī)的第三方 Flash 或 EPROM 編程器。 （ 1） ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 上圖可知， ADC0809 由一個(gè) 8 路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè) A/D 轉(zhuǎn) 換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。 表 地址輸入線的通道選擇 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數(shù)字量輸出及控制線： 11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。因 ADC0809 的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。該電路由開(kāi)機(jī)自清電路、振蕩電路、位掃描驅(qū)動(dòng)電路、 8X8 bit 移位寄存器電路、8X8 bit 數(shù)據(jù)鎖存器電路、段多路選擇器驅(qū)動(dòng)電路組成。 振蕩電路，位掃描驅(qū)動(dòng)電路： 振蕩電路是 RC 振蕩器 ,R 在電路內(nèi)部，只需外加電容 470PF 到 GND(地 )就構(gòu)成 RC 振蕩器，振蕩脈沖經(jīng)分頻組合成― S1∽― S8 位掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)。移入串行移位寄存器中的段碼數(shù)據(jù)最先進(jìn)入的是第 一位（十進(jìn)制個(gè)位），??，最后 進(jìn)入的是第八位（十進(jìn)制千萬(wàn)位），上述這種約定，是用戶編程時(shí)必須遵循的。 SCP：串行移位脈沖。 B、用一個(gè)單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)。 A， B，??， DP：段輸出信號(hào)，開(kāi)路輸出， LED 做負(fù)載。 C 振蕩器。 六、交直流處理電路 圖 交直流處理電路 通過(guò)該電路達(dá)到控制交直流的目的，并且通過(guò)調(diào)節(jié)可變電阻又可以有效地減少電壓的損耗。同時(shí) 作為 8255 的信號(hào)輸入端，使單片機(jī)能檢測(cè)到所測(cè)量的物理量和量程。 ADC0809 將 測(cè)量的量轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識(shí)別的量之后由所給程序控制輸出，再送到顯示芯片顯示。 數(shù)字式萬(wàn)用表輸出電壓較低 (通常不超過(guò) 1 伏 ).對(duì)于一些電壓特性特