直流数字电流表的设计

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1、第一章设计任务及可行性分析1.1总体结构1.1.1数字电流表的组成图2.2数字电流表的组成框图数字直流电流表的核心是A/D转换器。按系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换采用ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行8路其他A/D转换量的测量和远程测量结果传送等扩展功能。数字电流表系统设计方案框图如图2.3所示。AT89C51P0P2P1P3ADC08094位LED显示上电复位串口通信电源电路图2.3数字电流表系统设计方案框图1.1所需元器件清单表3.1所需元器件材料表器件类型器件

2、名数值数量单片机AT89S511A/D转换器ADC08091数码管TSEG-MP*4-CC-BLUE1开关按键开关1电容C1、C233uF2电解电容C310uF1电阻R11K2排阻RP12001变阻器RV11K1晶振X11MHz1第二章达到的技术指标1、可以测量0-5V的8路输入电压值；2、测量结果可在四位LED数码管上轮流显示后单路选择显示；3、测量最小分辨率为0.019A；4、测量误差约为+0.0AV；第一章数字式电流表的硬件设计1.1主要元器件的介绍1.1.1单片机AT89S51AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功

3、耗、高性能CMOS8位单片机。图4.2和4.3分别为其实物图和内部总体结构图。AT89S51的引脚AT89S51芯片为40引脚双列直插式封装，其引脚排列如图4.2所示。图4.2AT89S51的引脚图(1)VCC：电源电压；(2)GND：接地；(3)P0口：P0口是一组8位漏极开路双向I/O口，每位引脚可驱动8个TTL逻辑门路。(4)P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口的输出缓冲器可驱动4个TTL逻辑门电路。有第二功能，如表4.1所示。    表4.1P1口的第二功能端口引脚第二功能P1.5MOSI(用于

4、ISP编程)P1.6MISO(用于ISP编程)P1.7SCK(用于ISP编程)(5)P2口：P2口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P2口的输出缓冲器可驱动4个TTL逻辑门电路。。(6)P3口：P3口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P3口的输出缓冲器可驱动4个TTL逻辑门电路。P3口除了一般I/O线的功能外，还具有更为重要的第二功能，如表4.2所示。P3口同时为FLASH编程和编程校验接收一些控制信号表4.2P3口的第二功能端口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT

5、O（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）(7)RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。(8)ALE//RPOG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。(9)/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储

6、器时，这两次有效的信号将不出现。(10)/EA/VPP：当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。·定时器0和定时器1：AT89S51的定时器0和定时器1的工作方式与AT89C51相同。定时和计数功能由特殊功能寄存器TMOD的控制位C/T进行选择，这两个定时/计数器有4种操作模式，通过TMOD的M1和M0选择。其中模式0、1

7、和2都相同，模式3不同。·定时器2：定时器2是一个16位定时/计数器。它既可当定时器使用，也可作为外部事件计数器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CON的C/T2位选择。定时器2有三种工作方式：捕获方式，自动重装载（向上或向下计数）方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON的控制位来选择。定时器2由两个8位寄存器TH2和TL2组成，在定时器工作方式中，每个机器周期TL2寄存器的值加1，由于一个机器周期由12个振荡时钟构成，因此，计数速率为振荡频率的1/12。在计数工作方式时，当T2引脚上外部输入信号产生由1至0的下降沿时，寄

8、存器的值加1，在这种工作方式下，每个机器周期的5SP2期间，对外部输入进行采样。若在第一个机器周期中采到的值为1，而在下一个机器周期中采到的值为0，则在紧跟着的下一个周期的S3P1期间寄存器加1。由于识别1至0的跳变需要2个机器周期（24个振荡周期），因此，最高