【正文】 帶來了飛躍，不僅儀表小巧而功能齊全，其他如手機、袖珍電腦等也得以誕生。輸入阻抗越高，所吸收被測信號的電流就越小，所帶來的附加誤差極小，可以忽略。、分辮力高指針表的分辮力，是由刻度盤的細度表達的，刻度盤在一定條件下無法分得很細，太細了視覺分辮也很困難，而數字顯示的電壓表，目前可以做到從2（1/2）到10（1/2）。 數字電壓表的特點、準確電壓表的數字化，是將連續(xù)的模擬量(如直流電壓)轉換成不連續(xù)的離散的數字形式并加以顯示。利用微機的記憶，存儲，數學運算，邏輯判斷和命令識別等能力，發(fā)展了微機化和自動測試系統(tǒng)。 隨著科學技術和生產的發(fā)展，測量任務越來越復雜，工作量加大，測量速度測量準確度要求越來越高，這些都對測量儀器和測試系統(tǒng)提出了更高的要求。. . . .. .基于單片機的電流電壓測量系統(tǒng)設計目錄1 前言 2 電子測量概述 2 數字電壓表的特點 3 單片機的概述 32 系統(tǒng)方案的選擇與論證 4 功能要求 4 系統(tǒng)的總體方案規(guī)劃 5 各模塊方案選擇與論證 5 控制模塊 5 量程自動轉換模塊 6 A/D轉換模塊 6 顯示模塊 6 通信模塊 73 系統(tǒng)的硬件電路設計與實現 7 系統(tǒng)的硬件組成部分 7 主要單元電路設計 8 中央控制模塊 8 量程自動轉換模塊 9 A/D模數轉換模塊 13 顯示模塊 15 通信模塊 15 電源部分 164 系統(tǒng)的軟件設計 17 軟件的總體設計原理 17 A/D轉換程序設計 18 數字濾波程序設計 18 量程自動轉換的程序設計 205 系統(tǒng)調試及性能分析 22 調試與測試 22 性能分析 226 結束語 23 設計總結 23 設計的心得 237 致謝詞 24附錄 25附錄1 參考文獻 25附錄2 系統(tǒng)總電路圖 26附錄3 源程序 271 前言 電子測量概述從廣義上講，凡是利用電子技術來進行的測量都可以說是電子測量；從狹義上來說，電子測量是在電子學中測量有關電量的量值。與其他一些測量相比，電子測量具有以下幾個明顯的特點：①測量頻率范圍極寬，這就使它的應用范圍很廣；②量程很廣；③測量準確度高；④測量速度快；⑤易于實現遙測和長期不間斷的測量，顯示方式又可以做到清晰，直觀；⑥易于利用計算機，形成電子測量與計算技術的緊密結合。微機的出現為解決上述問題提供了條件。近年來微機和大規(guī)模集成電路發(fā)展很快，價格大幅下降，同時在測試系統(tǒng)中還解決了通用接口母線標準化問題，使微機化儀器和自動測試系統(tǒng)得到了很大發(fā)展，正改變著電子測量的面貌。這有別于傳統(tǒng)的以指針與刻度盤進行讀數的方法，避免了讀數的視差和視覺疲勞。數字電壓表的輸入阻抗可高達(1~10000)M。、功耗小、抗干擾能力強由于CMOS技術的發(fā)展，集成電路的功耗變得很小，即發(fā)熱量很小，這樣就可以在同一塊芯片上集成更多的元件，形成大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路。目前雙積分或多重積分的A/D轉換器構成的數字電壓表，由于在積分過程中可將干擾信號部分或全部抵消掉，其串模抑制比可達100分貝，共模抑制比可達120分貝。例如:計算、保持、比較數字、設定時間，設定上、下量限及自動控制等多種功能。單片機根據其基本操作處理的位數可分為：1位單片機、4位單片機、8位單片機、16位單片機和32位單片機。因工藝限制，單片機采用雙片的形勢而且功能比較簡單。因此，還需加一塊3851才能組成一臺完整的計算機。以Intel公司制造的MCS48單片機為代表，這種單片機片內集成有8位CPU、并行I/O口、8位定時器/計數器、RAM和ROM等，但是不足之處是無串行口，中斷處理比較簡單，片內RAM和ROM容量較小且尋址范圍不大于4KB。這個階段推出的單片機普遍帶有I/O口，多級中斷系統(tǒng)，16位定時器/計數器，片內ROM、RAM容量加大，且尋址范圍可達64KB，有的片內還帶有A/D轉換器。由于這類單片機的性能價格比高，所以仍被廣泛應用，是目前應用數量較多的單片機。此階段的主要特征是一方面發(fā)展16位單片機、32位單片機及專用型單片機；另一方面不斷完善高檔8位單片機，改善其結構，以滿足不同的用戶需要。4位電壓、電流顯示8個檔位自動調節(jié)電壓范圍0——1000V電流范圍0——5A能串口發(fā)送給計算機，并以適時波形顯示 系統(tǒng)的總體方案規(guī)劃本設計主要由五大模塊組成：量程自動轉換模塊、A/D模數轉換模塊、單片機控制模塊、顯示模塊和通信模塊。通信模塊采用串口通信將數據發(fā)送給PC機。： 系統(tǒng)總體框圖 各模塊方案選擇與論證 控制模塊中央控制器為整個系統(tǒng)的核心，通過接受外部信息，按照控制算法驅動執(zhí)行機構。它支持ISP在線可編程寫入技術！串行寫入、其頻率高達33MHz,故其速度更快、內部集成看門狗計時器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。AT89S52 高性能8位單片機是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 此外，AT89S52設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。特點：硬件簡單，但編程復雜。利用一些廉價的元器件組成量程自動轉換電路，特點：所用硬件多，但成本低，且不需要復雜的軟件編程及調試。故采用方案二 A/D轉換模塊方案一、采用雙積分A/D轉換技術。但高精度的雙積分A/D芯片，價格較貴，增加了單片機系統(tǒng)的成本。特點是：測量速度快（最高可達每秒100萬次以上），電路比較簡單，但抗干擾能力差。特點是：價格便宜，容易購買，但精度較低。帶8個模擬量輸入通道，有通道地址譯碼鎖存器。 顯示模塊方案一、采用LCD顯示。方案二、采用LED并行動態(tài)顯示。對每一位顯示器而言，每隔一段時間點亮一次。方案三、采用LED串行靜態(tài)顯示。LED數碼管顯示器由7個發(fā)光二極管組成，因此也稱之為7段LED顯示器，因為LED數碼管顯示成本較低，外加一個驅動芯片，所需單片機接口較少，且程序容易實現。 通信模塊 方案一、采用并行通信方式。一個并行數據占多少位二進制數，就要多少根傳輸線，這種方式的特點：通信速度快，但傳輸線多，價格較貴，適合近距離傳輸。所傳送的數據的各位按順序一位一位地發(fā)送或接收。但它僅需要一到兩根傳輸線，故傳輸數據時比較經濟，且所占I/O口少。使單片機的TTL電平與RS232的電平實現匹配。經過仔細分析和論證，決定了系統(tǒng)各模塊的最終方案如下：（1）控制器模塊：采用單片機AT89S52控制。（3）A/D轉換模塊：采用逐次逼近式ADC0809轉換器。（5）通信模塊：采用串口通信。: 系統(tǒng)總體原理圖 主要單元電路設計 中央控制模塊本設計主要以AT89S52單片機最小系統(tǒng)為核心。是CPU送數據到LED顯示的接口；、三個二極管亮滅的不同組合對應不同的量程。 ALE端口經芯片二分頻接至ADC0809的CLK端。 。 檔位選擇器根據量程信號將檔位自動調至適當的量程．并將輸入值自動地選擇合適的增益或衰減處理后送至A/D轉換器，實現整個量程的自動轉換功能。 因此在設計電路時需要考慮以下幾方面的要求：1)輸入值量程判斷器的阻抗。2)輸入值量程判斷器應具備對最大量程的上限和最小量程的下限的判斷力。當輸入量低于表內的測量精度時，也要求將檔位選擇器關斷。所以，輸入值量程判斷器不僅對是否超過最大量程能夠判斷，對是否小于最小量程的精度也有判斷能力。在本設計中，利用傳輸的延時，對檔位進行從關斷測量到最大量程檔位向低量程檔位逐級下降直至到適當