【導讀】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(zhuǎn)換和控制部分組成。震蕩電路，顯示芯片用TEC6122，驅(qū)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。本設(shè)計就是基于這個基礎(chǔ)設(shè)計一個基于單片機的數(shù)字萬用表。該設(shè)備具有直觀簡單。并且能深入的說明萬用表的測量原理。數(shù)字萬用表亦稱數(shù)字多用表,簡稱DMM。它是采用數(shù)字化測。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。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(gòu)成的數(shù)字電萬用表，出強大的生命力。在本章中主要介紹了系統(tǒng)的設(shè)計原則和總體方案及系統(tǒng)概述等。隨著時代科技的進步，數(shù)字萬用表的

　　

【正文】 端經(jīng)過表筆流經(jīng)保險絲，這樣做是為了起到保護作用 ,防止過壓過流而燒壞元器件后面接 2 個二極管 。 三、分流電阻 圖 分流電阻電路 如上圖，使用有一定規(guī)律的 R8~R12 電阻組合構(gòu)成精密的電阻分流器，能夠?qū)崿F(xiàn)分流大電流的目的，即 20A 的電流一律衰減到 電流值。 四、分壓電阻 圖 分壓電阻電路 如上圖，使用有一定規(guī)律的 R2~R6 電阻組合構(gòu)成精密的電阻分壓器，能夠?qū)崿F(xiàn)分流大電壓的目的，即 0~500V的電壓一律衰減到 200mV以下，通過測量參考電壓經(jīng)過計算得到實際的電壓值。 五、基準電阻 健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 基準電阻電路 測量電阻與測量電流或者電 壓一樣重要，俗稱 “ 三用表 ” ，利用數(shù)字電壓表做成的多量程電阻表，采用的是 “ 比例法 ” 測量，因此，它比起指針萬用表的電阻測量來具有非常準確的精度，而且耗電很小， 上 圖示中所配置的一組電阻就叫 “ 基準電阻 ” ，就是通過切換各個接點得到不同的基準電阻值，再由 AD0809 的參考 電壓 Vref 與被測電阻上得到的電壓 V測 進行 “ 比例讀數(shù) ” ，當 兩者電壓相等 時，顯示就是 V 測 /Vref*500=500 ，按照需要 再由 AD0809 控制轉(zhuǎn)換送 AT89C52 控制 點亮 LED屏幕上的小數(shù)點，就可以直接讀出被測電阻的阻值來了。 在產(chǎn)品數(shù)字萬用表中， 為了節(jié)省成本和簡化電路，測量電流的分流電阻和測量電壓的分壓電阻以及測量電阻的基準電阻往往就是同一組電阻。 六、交直流處理電路 圖 交直流處理電路 通過該電路達到控制交直流的目的，并且通過調(diào)節(jié)可變電阻又可以有效地減少電壓的損耗。 七、 ADC 部分 成林： 基 于單片機的數(shù)字萬用表 22 圖 ADC0809 轉(zhuǎn)換電路 由于 ADC0809 的參考電壓 VREF＝ VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實際顯示的電壓值 (D/256*VREF) 八、報警部分 圖 報警電路 當檢測到被測量超出預定的值 蜂鳴器發(fā)出“嘀”聲。具體的實現(xiàn)過程是單片機 腳輸出高電平，使得 Q1 導通。使得 LS1 對地導通，蜂鳴器發(fā)出響聲。 九、單片機最小系統(tǒng) 健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 單片機最小系統(tǒng)電路 本次設(shè)計采用 ATMEL 公司的 AT89S52 單片機作為主控芯片，配以 RC 上電復位電路和 震蕩電路，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 P0 口做為 ADC0809 的數(shù)據(jù)總線， 、 、 作為顯示芯片的 SPI 總線輸出。 、 、 、 作為 ADC0809 的控制線。同時 作為 8255 的信號輸入端， 使單片機能檢測到所測量的物理量和量程。 十、顯示電路 成林： 基 于單片機的數(shù)字萬用表 24 圖 顯示電路 采用 SPI 總線 LED 驅(qū)動器 TEC6122 驅(qū)動 8 位數(shù)碼管，使得整個系統(tǒng)響應時間最快，顯示精度更高。采用 4 合 1 數(shù)碼管，減少 PCB 表面走線提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 十一、量程選擇控制電路 圖 物理量量程選擇電路 通過 8255 的控制與傳輸，使單片機就檢測到所測量的物理量及其量程。 十二、開關(guān)電路 健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 開關(guān)電路 如上圖，類似于常用的萬用表開關(guān)，可以根據(jù)需要手動轉(zhuǎn)換測量量的量程，根據(jù)所需要測量的量選擇合適的量程。 電路的工作過程描述 此工作當然是要求在正確的程序都寫入了各個芯片中才能完成工作，如上圖 所示，當開關(guān)要測量電壓、電流或者電阻時，則根據(jù)不同的量程需要分別選擇不同的量程開關(guān)，于便得到最準確的測量數(shù)據(jù)。 AT89s52 的 P0 口做為 ADC0809 的數(shù)據(jù)總線， 、 、 作為顯示芯片的 SPI 總線輸出。 、 、 、 作為 ADC0809 的控制線。ADC0809 將測量的量轉(zhuǎn)換成單片機能識別的量之后由所給程序控制輸出，再送到顯示芯片滿足芯片的 8 位驅(qū)動。顯示。顯示芯片根據(jù)顯示程 序顯示內(nèi)容。本設(shè)計的原來要求是 4 位數(shù)碼顯示，但考慮到芯片 TEC6122 是驅(qū)動 8 位數(shù)碼顯示的，所以上面圖中數(shù)碼管 TYP2 不接上也是滿足設(shè)計要求的。 成林： 基 于單片機的數(shù)字萬用表 26 第三章 . 系統(tǒng)軟件與流程圖 在系統(tǒng)軟件與流程圖里主要論述了，軟件結(jié)構(gòu)，軟件設(shè)計等。 電路功能模塊 由總體設(shè)計框圖 ，本萬用表由以下幾部分功能模塊組成，復位電路、震蕩電路、ADC 輸入、 ADC 使能控制、被測量顯示、超限報警、等電路組成。程序中的子程序 功能模塊主要分成 3 個，延時、 ADC 轉(zhuǎn)換、和顯示，延時子程序在整個程序中多次被調(diào)用， ADC轉(zhuǎn)換則是每 次測量都會需要用到的，當進行測量時， ADC0809 將被測量轉(zhuǎn)換為 2 進制數(shù)發(fā)給單片機然后單片機根據(jù)軟件協(xié)議送顯示，顯示子程序則包括一個 8 位字節(jié)的發(fā)送程序和一個 TEC6122 的驅(qū)動程序。 圖 功能模塊設(shè)計框圖 復位電路 震蕩電路 ADC 輸入 被測量顯示 超限報警 ADC 使能控制 89s52 健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 系統(tǒng)總體流程圖 圖 系統(tǒng)總流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 LED 初始化 =1？ 使能 A/D 轉(zhuǎn)換 單片機接收數(shù)據(jù) =1？ 轉(zhuǎn)換結(jié)果 送 LED 顯示 超限否？ 結(jié)束 報警 Y N Y N Y N 成林： 基 于單片機的數(shù)字萬用表 28 電壓測量流程圖 圖 電壓測量流程圖 健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 電流的測量過程流程圖 圖 電流測量流程圖 成林： 基 于單片機的數(shù)字萬用表 30 電阻測量流程圖 圖 電阻測量流程圖 健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 電容測量過程流程圖 圖 電容測量流程圖 成林： 基 于單片機的數(shù)字萬用表 32 結(jié) 論 數(shù)字式萬用表內(nèi)部采用了多種振蕩 ， 放大 ， 分頻 ， 保護等電路所以功能較多 ， 比如可以測量 溫度， 頻率 (在一個較低的范圍 )， 電容 ,電感 .或做信號發(fā)生器等等 。 由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)多用集成電路所以過載能力較差 .(不過現(xiàn)在有些已能自動換檔 .自動保護等 .但使用較復雜 ).損壞后一般也不易修復 。 數(shù)字式萬用表輸出電壓較低 (通常不超過 1 伏 ).對于一些電壓特性特殊的元件的測試不便 (如 ,可控硅 ,發(fā)光二極管等 )，由于數(shù)字萬用表的測量范圍很大，廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域。本電路的設(shè)計剛比較簡單，不過也有它的優(yōu)點：高精度、低功耗、量程寬、可擴展性強等。 設(shè)計結(jié)果綜述： （ 1）、數(shù)字萬用表完成的功能主要是對電壓、電流、電阻的測量，它主要由分流電阻、分壓電阻、基準電阻、 51 單片機最小系統(tǒng)、顯示部分、報警部分、 AD轉(zhuǎn)換和控制部分組成。 （ 2）、數(shù)字萬用表屬于一種測量工具，其本 身的好壞直接影響到測量結(jié)果，因此上面的設(shè)計只是設(shè)計用來測量電壓電流電阻，其它量的測量則要添加擴展功能。 （ 3）、單片機部分跟 AD轉(zhuǎn)換部分是整個設(shè)計的核心， ADC0809 的參考電壓 VREF＝ VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實際顯示的電壓值(D/256*VREF)； AT89S52 單片機作為主控芯片，配以 RC 上電復位電路和 震蕩電路，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 （ 4）、在本次軟件設(shè)計過程中，采用的是匯編語言。 （ 5）、對于硬件的制作，由于布線麻煩，零件買不到，還有成本高等 原因，做起來復雜，捍接也很難，以致未能做出實物。 健雄職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 致 謝 經(jīng)過幾個月的努力，畢業(yè)設(shè)計基本完成了。在畢業(yè)設(shè)計的實踐中，學到很多有用的知識，也積累了寶貴的經(jīng)驗。 在此要特別感謝指導老師，在做設(shè)計期間得到老師的精心指導，他對我們要求非常嚴格。畢業(yè)設(shè)計的順利完成離不開老師的幫助。同時感謝身邊的同學，他們?yōu)槲姨峁┝撕芏鄬氋F的資料。本次畢業(yè)設(shè)計自始至終是在他們的指導和幫助下完成的 ,在此再一次向他們致以深深的敬意和感謝 ! 同時由于自己本身對一些知識的掌握不是很深刻，設(shè)計難免會出現(xiàn)一些漏洞，雖然設(shè)計做的不是很 完美，但是畢竟這是自己認認真真做出來的。希望各位老師給予指正。同時感謝母校對我三年來的教育和關(guān)心，在這里我不僅學到了專業(yè)知識，還學到了很多做人的道理。使我明確了以后的方向，樹立了良好的價值觀，在這里學到的一切都使我終身受益。 再次衷心感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師和同學，謝謝你們 ! 成林： 基 于單片機的數(shù)字萬用表 34 參考文獻 ［ 1］ 丁元杰 ： 單片微機原理及應用 . 機械工業(yè)出版社 . 2020 年 7 月 ［ 2］ 張偉 ： 王力 protel2020 入門與提高 . 人民郵電出版社 . 2020 年 11 月 ［ 3］ 常健生 ： 檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) . 機械工業(yè)出版社 . 2020 年 2 月 ［ 4］ 閻石 ： 數(shù) 字電子技術(shù)基礎(chǔ) . 高等教育出版社 . 1998 年 12 月 ［ 5］ 童詩白 ： 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) . 高等教育出版社 . 2020 年 ［ 6］ 李伯成 ： 微型計算機原理與接口技術(shù) . 清華大學出版社 . 2020 年 1 月 ［ 7］ 李昌喜 ： 智能儀表原理與設(shè)計 . 化學工業(yè)出版社 . 2020 年 2 月