《片机做万用表》word版

《《片机做万用表》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、单片机的数字万用表摘要：本系统是一种基于STC89C52单片机的交直流电压、电流测量和电阻阻值、二极管正向导通压降测量以及三极管hFE值的测量电路。该设计采用高精度、双积分A/D转换芯片ICL7135构成主要的测量电路，其测量范围广而且可以由继电器的闭合与关断量程自动转换，使用串行5位LED显示电路和发光二极管测量类型以及测量单位的显示电路。此外，该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。关键词：单片机，双积分A/D转换器，量程自动转换1引言随着电子技术的发展，数字电路应用领域的扩展，软件技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、

2、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。在许多方面已经冲破了传统仪器的概念，电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。纵览目前国内外的高精度数字式仪表，硬件电路往往比较复杂，体积比较庞大，不便携带，而且价格比较昂贵。例如，传统的电桥平衡法等方法在测试过程中不够智能而且体积笨重，价格昂贵，需要外围环境优越，测试操作过程中需要调很多参数，对初学者来说很不方便，当今社会，基于数字显示的仪表虽然已经很成熟了，但是价格和

3、操作简单特别是智能方面有待发展，价格便宜和操作简单、智能化的仪表开发和应用存在巨大的发展空间，本系统正是应社会发展的要求，研制出一种价格便宜和操作简单、自动转换量程、体积更小、功能强大、便于携带的数字式万用表，充分利用现代单片机技术，研究了基于单片机的智能数字式仪表，人机界面友好、操作方便的智能数字式万用表，具有十分重要的意义。本系统是用模拟电路将待测量转换成0~2.0000V的电压，再经过A/D转换器采集并转换成数字量，然后送入单片机运算、处理以及输出显示，所以用起来非常方便而且准确度高，显示清晰，测量误差保持在5%以内。2方案设计与论证根据设

4、计要求，将整个系统分为4个部分：测量电路部分、通道选择及量程转换部分、A/D转换电路部分、MCU主控电路部分，其中测量部分分为交直流电压、电流测量以及电阻阻值、二极管正向导通压降和三极管hFE值及温度的测量。对于交流输入，先将其转化为等值的直流信号，再采用分压式测量，而直流输入，采用分压式直接测量；电阻的测量采用伏安法，由A/D采样输入单片机；二极管正向导通压降采用一恒流源加在被测器件上，再由A/D采样输入单片机；三极管hFE值的测量是给其基极加一偏置电压，测得输出电流，再转换成电压信号输入单片机；温度的测量则采用NS公司的电压输出型LM35DZ

5、温度传感器。通道选择及量程转换部分我们采用小型继电器控制；A/D转换采用双积分式ICL7135;MCU主控电路采用STC89C52单片机，具体框图如图2.1所示：图2.1数字万用表总体设计框图2.1MCU主控制器的选择与论证方案一此方案采用凌阳公司的16位单片机SPCE061A作为主控制器，它具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强、处理速度高等特点，尤其适用于语音处理和识别等领域。但是其软件设计相对复杂，故我们放弃此方案。方案二此方案采用STC公司的8位单片机STC89C52作为主控制器，具有与MCS

6、-51指令集完全兼容的CIP-51内核，但其同样时钟下运行速度和抗干扰能力军比普通80518位单片机要高，而且开发环境是我们很熟悉的KeilC51,编译效率高，非常适合C语言开发人员，因此我们采用该方案。2.2A/D转换器的选择与论证方案一此方案选用12位串行A/D转换集成AD５７４，只需要２根线就能够很好的与ＭＣＵ相通信组成测量系统，但其输入电压不能为负值，故使用范围受到了限制，不适合用作负压测量电路中而且价格较高。因此，我们放弃此方案。方案一此方案选用双积A/D转换器ICL7135，它的性能比较稳定，转换精度高，具有很高的抗干扰能力，电路结构

7、简单，其缺点是工作速度较低。它的特点是在每次A/D转换前，内部电路都自动进行调零操作，可保证零点在常温下的长期稳定。在20000字（2V满量程）范围内，保证转换精度1字，相当于14bitA/D转换器；具有自动极性转换功能；模拟出入可以是差动信号，输入电阻极高，可达1GΩ输入电流典型值1PA；有过量程（OR）和欠量(UR)程标志信号输出,可作为自动量程转换控制信号，能与异步接收/发送器,微处理器或其它控制电路连接使用。在对转换精度要求较高，而对转换速度要求不高的场合如电压测量有广泛的应用，其工作原理如图２.２所示。图２.２双积A/D转换器的工作原理

8、如图２.２所示：对输入模拟电压和基准电压进行两次积分，先对输入模拟电压进行积分，将其变换成与输入模拟电压成正比的时间间隔T1，再利用计数