数字万用表的设计.doc

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1、天津大学网络教育学院专科毕业论文21天津大学网络教育学院专科毕业论文单片机数字万用表的设计一、引言数字万用表是一种多用途电子测量仪器。它采用数字化测量技术，把实际测量的模拟量，转化为离散的数字量进行输出显示，主要用于物理、电气、电子等测量领域，一般包含电流表（安培计）、电压表（伏特计）、电阻表（欧姆计）等功能，也称为万用计、多用计、多用电表或万用电表。万用表是电子和电气技术领域必备的测量仪器，用于测量电子电路中的各种物理量（电压、电流、电阻等），常作为基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工厂或实验室工作台上作为桌上型装置。有的万用电表分辨率能达

2、到七、八位数，常用在实验室，作为电压或电阻的基准，或用来调校多功能标准器的性能。相比传统的指针式万用表，数字万用表具有以下的主要优点：（1）数字显示直观准确，无视觉误差，读数准确；（2）测量精度和分辨率都很高；（3）输入阻抗高，减少对被测电路的工作影响；（4）电路集成度高，便于组装和维修；（5）测量功能齐全，测量速率快；（6）保护功能齐全，有过压、过流保护电路；（7）功耗低，抗干扰能力强；（8）便于携带，使用方便。本次设计的任务是制作一个数字万用表，可实现如下的功能及要求：（1）可以测量直流电压、直流电流和电阻；（2）能将测量得到的数值直观、准

3、确地显示出来，并标明相应的单位；（3）具有超量程时的报警提示。二、系统硬件分析与设计数字万用表的基本功能是，能够测量直流电压、电流以及电阻的阻值，数字万用表的基本组成由图1所示，其中，模数转换是数字万用表的核心：21天津大学网络教育学院专科毕业论文小数点驱动数值显示屏（数码管或液晶）基准电压数模转换，数值输出基准电阻分压器分流器过压过流保护过压过流保护译码驱动被测信号图1.数字万用表的基本原理图如图2所示，本设计将由以下几大部分组成。包括：复位电路、震荡电路、A/D转换和控制、测量值输出、超量程报警和档位选择。其中，复位电路用于单片机上电复位使

4、系统清零；震荡电路为单片机提供精确的时钟频率，使电路工作更加稳定；A/D转换和控制部分负责模数转换及输入输出信号的控制；测量值输出则负责显示待测物理量大小的数值；超量程报警用于超出量程范围时的报警提示，提醒使用者更换量程。复位电路震荡电路A/D输入测量值显示超量程报警A/D使能主控单元图2.硬件系统总体设计框图1、STC的89C52单片机的特点及功能介绍（1）89C52单片机的主要特点及功能特性89C52是一款低电压，高性能的8位CMOS型单片机，片内有8k字节以Flash闪存为介质的，能擦写的只读程序存储器及256字节的随机存取数据存储器。8

5、9C52型单片机仍属于51单片机家族群，都支持一个共同的指令集（MSC-51），21天津大学网络教育学院专科毕业论文但各自拥有不同的存储器容量及端口设置等内置资源，使其更符合成本效益的需要，满足特定的场合的生产需求。该单片机在嵌入式控制应用系统中有着广泛的应用。89C52具有以下几个主要特点：a．体积小但集成度高、可靠性较高：该单片机把各个功模块集成在一块芯片上，内部采用总线结构，将各种信号的通道封装在同一个芯片中，减少了与其他芯片之间的连线，大大提高了可靠性与线路的抗干扰能力。b．控制能力较强：一般单片机的指令系统中均有极为丰富的转移指令、存

6、储器读写指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能，满足工业控制的各种要求。c．易于扩展：单片机片内已经具有计算机正常运行时所必需的部件，但仍然预留了很多片外扩展用的引脚（各种总线，并行/串行的输入/输出），易于组成更庞大计算机系统完成更复杂的任务。d．内部功能较强：单片机有着各种的内部资源，功能强大。e．低功耗、低电压，便于生产便携式产品。下面介绍89C52单片机的主要功能特性：a．兼容标准的MCS-51的指令系统；b．内置8k字节可擦写的闪存ROM（Read-OnlyMemory）；c．4组共32个双向I/O口；d．256×8位大小的内部RAM

7、；e．3个16位可编程定时/计数器中断；f．支持3.5-12/24/33MHz多种时钟频率；g．1个全双工可编程的UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitte）串行口；h．6个中断源，4级优先级中断结构；i．2个W/R（Write/Read）读写中断口，3级加密位；j．低功耗空闲和掉电节省模式，带有软件设置睡眠及相应的唤醒功能；k．有PDIP及PLCC两种封装形式。（2）89C52单片机的引脚功能21天津大学网络教育学院专科毕业论文图3.89C52单片机微架构图图4.89C52单片机引脚图下面介绍8

8、9C52单片机引脚主要功能：4组I/O口P0口：一组8位漏极开路的准双向并行I/O口，扩展片外存储时的地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动