基于单片机的数字万用表设计

数字万用表设计摘褥子微控制器芯片AT89C52设计了数字万用表，用于测量直流电压值、直流电流、直流电阻和4位数字显示。该系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。为了使系统更稳定、保持整体系统精度，该电路使用AD0809数据转换芯片，微控制器系统设计为使用AT89C52微控制器作为主控制芯片来驱动液晶显示管显示。程序的每个执行周期的时间都最小，从而确保了系统的实时性能。关键词数字万用表AT89C52单片机广告转换与控制Abstractthis design is design a digital universal meter with chip at89c 52 of one-chip computer，can measure and hand in，direct current pressing valuein order to make The system more steady，make The whole precision of The system be ensured，This circuit has used ad 0809 data to change The chipthe every execution cycle conuming time of procedure contracts to get shortest，in this way the real-time character of the security system。keyword : digital universal meter at89s 52 one-chip computer ad changes and controls1、设计背景数字万用表也称为数字万用表(DMM)。这是利用数字测量技术将连续模仿转换为离散数字形式进行显示的计量。不能满足数字时代需要的传统手指多用表功能包括单精度、单片机数字多用表、高精度、抗干扰能力、可扩展尾部强度、集成方便性、目前电子和电气技术测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能测量领域广泛使用的各种单片机芯片。二、数字万用表设计标准根据数字万用表的原理，结合了以下设计要求：“设计用于测量直流电压值、直流电流、直流电阻、4位数字显示的数字多用表。范围为5V、20V，范围为2mA、20mA、200mA的多电平直流电压测量。范围为200、1k、10k。这假定数字万用表系统由分流电阻、电压切断、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。为了使系统更稳定，保证了整体系统精度。三、设计工作3.1设计目的8位8路A/D转换器使用ADC0809和AT89S52微控制器设计数字万用表，包括电压、电流和电阻测量，以及通过液晶屏转换测量功能。3.2设计指标和要求电压测量范围0至5，0至20v，电流测量范围1至2，1至20，1至200毫安，电阻测量范围0至200，0至1k，0至10k。四、设计理念和整体方框图4.1设计理念首先，利用P0端口数据地址重用，通过P0端口将地址输入到单片机中。将模拟信号转换为数字信号，使用P0端口重新输入到单片机中。最后，利用单片机强大的运算转换功能，切换到适当的二进制信号控制数字显示，准确显示测量的读数。4.2完整方块图89S52振荡电路重置电路ADC0809液晶显示管显示器正在测试的电阻电路电阻大气电流电路测量目标电压电路图1-1五、MCU主控制器的选择和演示此方案采用sunyang公司的16位微控制器SPCE061A作为主控制器，小、可驱动、可扩展、可靠、功耗低、结构简单、中断处理能力高、处理速度快，特别适合语音处理和识别领域。但是软件设计比较复杂，所以我们放弃了这个方案。方案2此方案采用STC公司的8位微控制器STC89C52作为主控制器，拥有与MCS-51命令完全兼容的CIP-51内核，但具有相同的时钟速度和抗干扰能力比常规8051 8位微控制器更好，开发环境非常适合c语言开发人员，编译效率更高。六、A/D转换器的选择和演示方案1此方案使用12位串行A/D转换集成AD574 574，如果只有2行与MCU通信，则可以配置测量系统，但输入电压不能为负值，因此限制了使用范围，不适合负压测量电路，价格也很高。所以我们放弃这个节目。案例2此案例选取双产品A/D转换器AD0809。该产品具有性能更稳定、转换精度高、抗干扰能力高、电路结构简单、运行速度低的缺点。内部电路的特点是每次A/D转换时自动调整0，在室温下长期保持零点稳定。图2-1ad转换电路七、选择和演示测量电路7.1电阻测量图1显示了数字万用表的电阻测量输入电路。运算放大器反馈电阻r用作通过R14、R2、R15和多个开关连接到电源的测量电阻。5v .假设运算放大器是理想的，放大器的输出电压RV=将RV给ADC0809，转换后的数字量为DV=。单片机可以读取A/D转换数据，然后逆向运算R=。请注意，此时得到的r是二进制，为了液晶显示管显示，必须转换为十进制。节目通过4字节专利号码的划分，连续4次除以10进行了划分。为了使电路的电阻更准确，使用了单刀3投掷开关，如果测试电阻为千欧水平，则关闭开关1，从结果电压中导出正在测试的电阻。如果测试中的电阻在200 1000欧元之间，再次使用10千欧元作为比例电阻，则测试中的电阻将大幅降低准确度，此时关闭开关2，使用1，000欧元作为比例电阻，则测试中的电阻准确度将大大扩大。同样，如果测量0到200欧洲之间的电阻，切断开关3就更准确了。图1电阻测量原理图7.2电压测量输入电路图3显示了数字万用表的电压测量输入电路。大气电压过滤高频干扰，传送到ADC0809，电压测量范围为0到5，0到20V，ADC0809的分辨率为8位。如果大气电压为05V，则关闭开关1，通过过滤电路，然后输出的电压VV=Vx，VV给ADC0809，转换后的数值为DV=。读取单片A/D转换数据，然后反向计算，Vx=当前结果Vx是二进制数，必须转换为十进制数以显示液晶管。在5至20V的情况下，AD0809的工作电压为5V，因此需要电压降，关闭开关2，输出电压为正在测量的电压的五分之一。图2直流电压测量7.3直流电流测量测量电流的原理是根据欧姆定律，通过适当的取样电阻将测量中的电流转换成适当的电压来测量的。下图是直流电流的测量原理图，确定输入电流时测试的电流在哪个范围内，并根据下图中的开关控制测试的电流的准确度和准确性。输入正在测试的电流时，集成运放正相电压为V=RIx，该电流通过过滤交流元件的交流滤波器电路。v最大值为0.2V导致较小的直接输出较大时，相同相位放大4倍，从而显着增加输出电压，从而使输出电流更准确。将IV赋予Op放大器输出的电压IV=V 4，ADC0809，转换后获得DV=。单芯片A/D转换数据读取和反向可计算Ix=当前结果Vx是二进制数，必须转换为十进制数以进行LCD显示管显示。根据每个交换机，可以获得在不同范围测试的电流值。7.4蜂鸣器设定如果报警部分的多用表外部部分较短，则电路会出现高水平，此时蜂鸣器会发出声音，如下图所示。tunet burger设计八、结论和经验8.1设计结果摘要：(1)，数字万用表主要测量分流电阻、电压电阻、基准电阻、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成的电压、电流、电阻。(2)，数字万用表属于测量工具，其本身的好坏直接影响测量结果。(3)，ADc0809的基准电压VREF=VCC的ad转换部分是整个设计的核心，因此转换的数据经过数据处理后在数字管中显示电压值。实际显示的电压值(d/256 * vref)；AT89S52微控制器作为主控制芯片，具有RC的电气重置电路和11.0592MHZ冲击电路。(4)，在此软件设计过程中使用c语言。(5)，在硬件制作方面，由于布线问题等复杂，不熟悉protous模拟软件，在绘制模拟图片方面会出现不少问题。51单片机的基础不牢固，电路分析出现了较多的问题。也很难防御到不能完全满足设计报告要求。8.2经验这次课程设计揭示了很多问题，但在课程设计的过程中也学到了很多。复习资料，手工焊接通配符等，通常很少做。此次课程设计提供了对基于微控制器的c语言的新理解，还具有电子设计的基本知识，对以后更有效地学习、学习微控制器有很大帮助，实际上为获取新知识，我们付出了很大努力。附录一电路图模拟图(图2-1):图2-1程序#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charUchar code table=。“vAmA”；Uint i、j；sbit ST=p2 0；sbit EOC=p2 1；sbit OE=p2 2 2；sbit k1=P1 0；sbit k2=