基于单片机的数字万用表设计.doc

基于单片机的数字万用表设计 摘 要 本次设计用单片机芯片AT89C52设计一个数字万用表，能够测量直流电压值、直流电 流、直流电阻，四位数码显示。此系统由分流电阻、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。为使系统 更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统 设计采用AT89C52单片机作为主控芯片，驱动液晶显示管显示。程序每执行周期耗时缩到 最短，这样保证了系统的实时性。 关键词 数字万用表 AT89C52单片机 AD转换与控制 Abstract This design is design a digital universal meter with chip AT89C52 of one- chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89C52 one-chip computer as the top management chip, urge 4 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the real- time character of the security system. Keyword: Digital universal meter AT89S52 one-chip computer AD changes and controls 设计背景 数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字 形式并加以显示的仪表。传统的指针式万用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需 求，采用单片的数字万用表，精度高、抗干扰能力强，可扩展尾强、集成方便，目前， 由各种单片机芯片构成的数字电万用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪 表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。 二、数字万用表的设计依据 根据数字万用表的原理，结合以下的设计要求："设计一个数字万用表，能够测量直 流电压值，直流电流、直流电阻，四位数码显示。实现多级量程的直流电压测量，其量 程范围是5V、 ,20V,.实现多级量程的直流电流测量，其量程范围是2mA ，20mA，200mA.实现多级量程 的电阻测量，其量程范围是200、1k ,10k。"由此设想出以下的解决方法，即数字万用表的系统由分流电阻、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。为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障。 三、设计任务 3．1设计目的 采用8位8路A/D转换器ADC0809和AT89S52单片机，设计一台数字多用表，能进行电压 、电流和电阻的测量，测量结果通过液晶显示管显示，通过按键进行测量功能转换。 3．2设计指标及要求 电压测量范围0~5，0~20V，电流测量范围1~2，1~20，1~200mA，电阻测量范围0~200 ,0~1K,0~10KΩ。 四、设计思路与总体框图 4．1设计思路 首先利用P0 口数据地址复用，将地址通过P0口输入到单片机中。再利用模数转换将模拟信号转换成 数字信号，再次利用P0口将其输入到单片机。最后，充分利用单片机强大的运算转化功 能将其转成 《基于单片机的数字万用表设计》 数字万用表是一种广泛应用的电子测量工具，它使用数字化技术将连续的模拟信号转化为离散的数字形式，并以直观的数字方式显示测量结果。相较于传统的指针式万用表，数字万用表具有更高的精度、更强的抗干扰能力以及更便捷的操作体验。在当前的数字化时代，数字万用表已经成为电子和电工测量领域的标准工具。 设计一款基于单片机的数字万用表，主要采用了AT89C52单片机，这是一款高性能、低功耗的8位微处理器，能够处理复杂的控制任务。该设计包含了分流电阻、分压电阻、基准电阻以及电容测试芯片电路，这些组件共同协作完成电流、电压和电阻的测量。AD0809作为A/D转换器，负责将模拟信号转化为数字信号，以供单片机处理。为了提高系统的稳定性和精度，设计中还加入了报警部分和显示部分，通过液晶显示屏显示测量结果，同时通过按键可以切换不同的测量功能。 设计中，8位8路A/D转换器ADC0809与AT89S52单片机的结合，使得数字万用表能实现对电压、电流和电阻的多级量程测量。例如，电压测量范围覆盖0~5V和0~20V，电流测量涵盖1~200mA的不同等级，电阻测量则支持0~200Ω、0~1kΩ和0~10kΩ的范围。在软件层面，优化程序设计，确保每执行周期的耗时尽可能短，以确保系统的实时性。 设计思路主要分为以下几个步骤：利用P0口的数据地址复用功能，将地址信息送入单片机；通过模数转换将接收到的模拟信号转化为数字信号；然后，单片机对这些数字信号进行处理和计算；处理结果通过液晶屏显示，同时系统根据预设的测量范围和精度进行校准和报警。 总体来看，基于单片机的数字万用表设计是一个集硬件电路设计、软件编程和系统集成于一体的综合性项目。它不仅需要考虑各个部件的功能实现，还需要关注系统的稳定性和测量精度。这种设计方法充分体现了单片机在智能化测量设备中的核心作用，同时也展示了电子测量技术的不断发展和进步。