【正文】 一檔的 4R )( ?????? RIUR m 依次可計算出 5R 、 2R 和 1R 。 多量程分流器原理電路見圖 。 3） 、 多量程數(shù)字電流表原理 測量電流的原理是：根據(jù)歐姆定律，用合適的取樣電阻把待測電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，再進(jìn)行測量。 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 。 實際設(shè)計時是根據(jù)各檔的分壓比和總電阻來確定各分壓電阻的。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(dá)到同樣的分壓效果。 圖 分壓電路原理 圖 多量程分壓器原理 由于 rr2，所以分壓比為 21200 rr rUUi ?? 擴(kuò)展后的量程為 02 210 Ur rrUi ?? 多量程分壓器原理電路見圖 ， 5 檔量程的分壓比分別為 、 、 和 ，對應(yīng)的量程分別為 2022V 、 200V 、 20V 、 2V 和 200mV 。 2) 、多量程數(shù)字電壓表原理 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 總體設(shè)計方案 8 在基準(zhǔn)數(shù)字 電壓表頭前面加一級分壓電路 (分壓器 )，可以擴(kuò)展直流電壓測量的量程。 由上可見，數(shù)字測量儀表的核心是模數(shù) (A/D)轉(zhuǎn)換、譯碼顯示電路。如： U 是 ? ( )的 1234 倍，即 N =1234，顯示結(jié)果為 (mV )。最常見的數(shù)字表頭的最大示數(shù)為 1999，被稱為三位半 ( 132 )數(shù)字表。 例如，設(shè) ? = ，我們把被測電壓 U 與 ? 比較，看 U 是 ? 的多少倍，并把結(jié)果四舍五入取為整數(shù) N (二進(jìn)制 )。若最小量化單位 (量化臺階 )為 ? ，則數(shù)字信號的大小一定是 ? 的整數(shù)倍，該整數(shù)可以用二進(jìn)制數(shù)碼表示。 數(shù)字信號與模擬信號不同，其幅值 (大小 )是不連續(xù)的。指針式儀表可以直接對模擬電壓、電流進(jìn)行顯示。 2 數(shù)字萬用表總體設(shè)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 。為使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，使系統(tǒng)整體精度得以保障?！币约半娙轀y量電路。 數(shù)字萬用表的設(shè)計依據(jù) 根據(jù)數(shù)字萬用表的原理，結(jié)合以下的設(shè)計要求：“ 設(shè)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。 數(shù)字萬用表的設(shè)計目的和意義 數(shù)字 萬用 表是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測量領(lǐng)域大量使 用的一種基本測量 ，已被廣泛應(yīng)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(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力。能直觀的了解萬用表各個部分的結(jié)構(gòu)和測試原則。該設(shè)備具有直觀簡單的優(yōu)點。 10）．保護(hù)功能完善，抗干擾能力強(qiáng) 數(shù)字萬用表具有比較完善的保護(hù)電路，過載能力強(qiáng)，新型數(shù)字萬用表還增加了高壓保護(hù)器件，能防止浪涌電壓。 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(xué)院畢業(yè)設(shè)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。有的能達(dá)到 20 次 /秒以上，另有的一些比這個還要高得多。它主要取決于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。智能數(shù)字萬用表的測量范圍更寬。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。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于指針萬用表。 3）．準(zhǔn)確度高 準(zhǔn)確度是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。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)。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(qiáng)，可擴(kuò)展尾強(qiáng)、集成方便，目前，由各種單片機(jī)芯片構(gòu)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(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。 關(guān)鍵詞 數(shù)字萬用表 AT89S52 單片機(jī) AD 轉(zhuǎn)換與控制 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 目錄 3 目 錄 摘 要 ................................................................. i Abstract .............................................................. ii 緒 論 ................................................................. 4 1. 數(shù)字萬用表設(shè)計背景 .................................................. 6 數(shù)字萬用表的設(shè)計目的和意義 ...................................... 6 數(shù)字萬用表的設(shè)計依據(jù) ............................................ 6 數(shù)字萬用表設(shè)計重點解決的問題 .................................... 6 2 數(shù)字萬用表總 體設(shè)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(shè)計總體框架圖 ............................. 12 硬件電路設(shè)計方案及選用芯片介紹 ................................. 13 設(shè)計方案 ................................................. 13 芯片選擇及功能簡介 ....................................... 14 數(shù)字萬用表的硬件設(shè)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(jié)構(gòu)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(jié) 論 ................................................................ 37 致 謝 ................................................................ 38 參考文獻(xiàn) .............................................................. 39 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)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)。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(zhuǎn)換芯片，單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計采用 AT89S52 單片機(jī)作為主控芯片，配以RC 上電復(fù)位電路和 震蕩電路，顯示芯片用 TEC6122，驅(qū)動 8 位數(shù)碼管顯示。東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 封面 i 題 目： 基于 AT89S52 單片機(jī)的數(shù)字萬用表 設(shè)計 英文題目： THE DESIGN OF DIGITAL MULTITESTER BASED ON MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 專 業(yè) 二 零 零 八 年 六 月 i 摘 要 本次設(shè)計 用單片機(jī)芯片 AT89S52 設(shè)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(zhǔn)電阻、電容測試芯片電路、 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示部分、報警部分、 AD 轉(zhuǎn)換和控制部分組成。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。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。