【基于单片机STM32的数字万用表设计11000字（论文）】

多功能数字万用表采用STM32单片机作为整个设计的控制核心，共有五个测量模定时器为核心的，STM32单片机的计数端会接受到对应被测参数的振荡频率，通过STM32自带的的定时和计数功能，处理过后就可以得到测量参数的相应频率大小，通过STM32单片机进行频率转换过后，就得到了测量结果。最后会把测量参数结果以数字的形式传输到LCD1602显示读数，这一过程就是实现了万用表测量电子参数的数字化显量的电子参数，又实现了读数更加直观。通过STM32处理，得到了测试结果，并且也 11.1研究的背景 1.2数字万用表国内外发展对比 11.3数字万用表的发展潮流 1.4论文的全文内容 21.5论文章节内容介绍 2 32.1电压描述 2.1.1电压参数 32.1.2测量电压的方案选择 2.2电流描述 2.2.1电流参数 2.2.2测量电流的方案选择 42.3电阻描述 42.3.1电阻参数 42.3.2测量电阻的方案选择 42.4电容描述 52.4.1电容参数 2.4.2测量电容的原理分析及方案选择 62.5电感描述 62.5.1电感参数 2.5.2测量电感的原理分析及方案选择 62.6本章小结 7 83.1系统总体结构 83.2测量直流电压电路 93.3测量直流电流电路 93.4频率转换电路 3.4.1NE555定时器 3.4.2测量电阻R电路 13.4.3测量电容C电路 3.4.4测量电感L电路 3.51602LCD显示电路 3.6CD4052通道选择电路 3.7本章小结 4.1选择编程软件 4.2软件各模块的设计 4.3系统主程序 4.4多路通道选择开关CD4052模块 4.5参数测量模块 4.5.1电压测量模块 4.5.2电流测量模块 4.5.3电阻测量模块 4.5.4电容测量模块 4.5.5电感测量模块 4.6显示模块 4.7本章小结 5.1系统调试 5.1.1软件调试 5.1.2硬件调试 5.2系统测试结果 5.2.1直流电压测量 5.2.2直流电流测量 5.2.3电阻测量 5.2.4电容测量 5.2.5电感测量 25.3误差分析 5.4本章小结 2 231时带来的是对电力电子元器件的要求也提高，生产出来的元器件是有着严格的精度要钮、显示屏等诸多部分，其主要作用是电压、电阻、电流等常见参数的测试!。为了能另外由于单片机处理速度迅速提升，微控制器对各项元件参数的测量应用较为常2本设计的系统核心是STM32单片机，并通参数时，我们选用ACS712芯片进行测量。在测量电阻R和电容C的时候，我们选用片机实现相应频率的定时和计数功能，在计算分析之后可以将测量参数转变为测量频第三章数字万用表的硬件设计。数字万用表主要分为：CD4052多第四章数字万用表的软件设计。主要是应用模块化结构来进行软件设计。第五章数字万用表性能调试与改进。对设计进行调试，对测量数据误差进行分析，3为了能够设计出符合预期功能的数字万用表，首先应该针对测量物理定义进行说方案二：芯片TLV2472,它主要是通过放大信号来输出所需信号。利用单片机的ADC采集转换功能可以直接实现测量，而不用再加芯片，所以方案4量则将其称之为1安培，单位为A⁵。方案二：芯片ACS712,输入电流后，芯片内部的霍尔感4.当电压很大时，超过电阻所能承受的最方案一：直流电桥法，三个已知电阻R1、R2、R3和未知电阻R与其他形成了DC5桥的四个相等的桥臂，如果已经知道其中三个臂中的数学推算公式如(2-1)式子，电路示意图如图2-1。方案二：我们可以选用RC振荡电路，对于测量未知电阻R的频率，可以通过该电综合对比，本设计选用的是RC震荡电路来测量电阻，对R该未知电阻进行测量，同时得出其FC这一频率值，另外还要结合仪器完成电阻值的计算，在本次设计过程中实现放电以及充电，一般将其记为C,结合其材料的差异可以完成各种电容器的制造，6方案一：可以选用RC振荡电路，对于测量未知电容C的频率，可以通过该电路来方案二：测量未知电容C我们可以选用LC线圈来测量，为了可以获得高精度的电容值，我们需要用到高精度的电感值，测量范综合对比，我们选用方案一。在电容的测量过程中，需要应用RC振荡电路对C未知电容其相对频率FC进行测试，之后得到的C电容再次由NE555定时器构建形成的震荡器，产生FC该频率，然后再次由NE555将震荡波形输出，经过STM32单片机处理，确定频率周期，就可以求出频率FC的大小，再经过STM32的处理就可以得到实际电容对于测量电感L,有以下方案进行测量：方案一：AC桥法测量，它由四个桥臂组成，当它们处于平衡个阻抗Z1、Z2、Z3的值，就可以推算出Z4的阻抗。AC桥法测量原理如图2-3。7方案二：电容三点振荡电路测量，其原理也和RC振荡电路差不多，主要也是测量8方案1:AT89S51X,是一个我们经常接触到的8位单片机，不过它的速度较为慢，方案2:STM32,是一个32位的单片机，功能十分强大，自带有ADC运算，运算方案3:MSP430,16位系统，速度较快，自带ADC,主要是功耗非常低。在对设计目标进行综合考虑后，发现STM32单片机适合作为我们设部件，它也能胜任我们设计的指标，我们可以看到STM32单片机的优势所在：本设计是基于STM32为系统核心，通过单片机的外部按钮来控制测量的电路。测9LCD1602驱动电路，功能选择按钮电路。如图3-2。测量频率反馈数据图3-3直流电压测量电路测量直流电流是我们是运用到霍尔感应原理，通过ACS712芯片的电流出一个电压信号，经过单片机处理，可以获得被测量的未知电流。从而就可以实现对参数的测量。为了对实际所需获取的频率进行获取，因此需要由462NE5552.Pin2(触发输入)-是触发NE555芯片的引脚，低触发端TR。4.Pin4(复位重置清零端)-只有在低电平下才能有效，此时可以将复位清除。5.Pin5(控制电压端)-比较器参考电压值可以通过改变外部电压进一步实现变化。6.Pin6(高触发端)-高触发端TH。7.Pin7(放电引脚)-用于作定时器的电容放电。8.Pin(电源Vcc)-一般的供应电压范围是+-4.在RC在对电阻R进行测定时，需要借助于RC震荡电路，详细的电路设计原理可以参考下图(3-6)所示。FR的频率由如下公式进行计算：T₁=t₁+t2=(ln2)*(R₁+R₂)电阻R的计算公式如下所示：在测定电容时，需要通过特定的RC震荡电路来实现电容C频率的测定，根据机计算出电容C的容量。所测得的电容C由RC振荡器产生相对应的频率FC,由NE555求出FC频率高低，然后再次借助于单片机就可以计算得出C该实际电容结果，电路原c图3-7原理图显示了RC多谐振荡电路的核心是555定时器。将多路选择开关输出到单片机STM32的I/O□进行处理。在计算FC其周期时常用的公式如T₁=t₁+t₂=(In2)*(R₁+R₂)FC的计算公式如下所示：被测C对应计算公式如下所示：3.4.4测量电感L电路进一步可以得出Lx该电感的计算公式如下：类别字符总容量电压电流字符尺寸显示电路我们采用的是LCD1602显示屏，它成本较低，价格相对便宜，显示的结进行万用表测量的数字显示。LCD1602与单片机STM32的原理图如图3-9。图3-9LCD1602与单片机STM本设计中我们使用多路选择开关是CD4052,实现各项参数的灵活切换，其中单片机进行计数，经过单片机分析就可以得到被测参数。开关控制如表3-2所示。多路V测量直流电压I测量直流电流测量电容测量电感XX及驱动程序这4个方面。本文在程序开发的过程中主要应用的软件为Keil,此软件具有诸多功能，能便于C自动测量程自动测量程主程序模块中断采样程数据处理程序模块液晶显示程序模块将需要测量的直流电压值V、直流电流值I、电阻值R、电容值C以及电感值L,送入电路电路电路，这大大方便了我们测量参数，选择的测量参数电路也会将被测参数送至STM32测量电阻R的步骤如下：测量电容C的步骤如下：6.将结果送入LCD1602进行显示，输出电容C;转换模块、按键模块等，结构非常的清晰，编4.检查完硬件部分后，进行通电，往单片机内写入程序，并观察数字万用表能否实标称值(V)测量值(V)误差值(%)1标称值(mA)测量值(mA)误差值(%)标称值(kΩ)测量值(kΩ)误差