畢業(yè)設(shè)計(jì)---數(shù)字萬(wàn)用表單片機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)用單片機(jī)芯片AT89s52設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字萬(wàn)用表，能夠測(cè)量交、直流電壓值、直流電流、直流電阻以及電容，四位數(shù)碼顯示。此系統(tǒng)由分流電阻、分壓電阻、基準(zhǔn)電阻、電容測(cè)試芯片電路、51單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示部分、報(bào)警部分、AD轉(zhuǎn)換和控制

2、部分組成。為使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，使系統(tǒng)整體精度得以保障，本電路使用了AD0809數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片，單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，配以RC上電復(fù)位電路和11.0592MHZ震蕩電路，顯示芯片用TEC6122，驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管顯示。程序每執(zhí)行周期耗時(shí)縮到最短，這樣保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。</p><p>　　關(guān)鍵詞 數(shù)字萬(wàn)用表 AT89S52單片機(jī) AD轉(zhuǎn)換與控制</p><p

3、><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is design a digital universal meter with chip AT89s52 of one-chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flo

4、w , 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 cha

5、nge and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be</p><p>　　Keyword: Digital universal meter AT89S52 one-chip computer AD changes and contr

6、ols </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p>　　Abstractii</p><p><b>　　緒 論5</b></p><p>　　1. 數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)背景

7、7</p><p>　　1.1數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)目的和意義7</p><p>　　1.2 數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)依據(jù)7</p><p>　　1.3數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決的問(wèn)題7</p><p>　　2 數(shù)字萬(wàn)用表總體設(shè)計(jì)方案7</p><p>　　2.1數(shù)字萬(wàn)用表的基本原理7</p><p>

8、　　2.2 數(shù)字萬(wàn)用表的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架圖13</p><p>　　2.3硬件電路設(shè)計(jì)方案及選用芯片介紹14</p><p>　　2.3.1 設(shè)計(jì)方案14</p><p>　　2.3.2 芯片選擇及功能簡(jiǎn)介14</p><p>　　2.4數(shù)字萬(wàn)用表的硬件設(shè)計(jì)25</p><p>　　2.4.1分模塊詳述系

9、統(tǒng)各部分的實(shí)現(xiàn)方法25</p><p>　　2.4.2 數(shù)字萬(wàn)用表控制硬件整體結(jié)構(gòu)圖30</p><p>　　2.4.3 電路的工作過(guò)程描述30</p><p>　　3. 系統(tǒng)軟件與流程圖32</p><p>　　3.1 電路功能模塊32</p><p>　　3.2系統(tǒng)總流程圖32</p>

10、<p>　　3.3物理量采集處理流程34</p><p>　　3.4電壓測(cè)量過(guò)程流程圖34</p><p>　　3.5電流的測(cè)量過(guò)程流程圖36</p><p>　　3.6電阻的測(cè)量過(guò)程流程圖37</p><p>　　3.7電容測(cè)量過(guò)程流程圖39</p><p><b>　　結(jié) 論40&

11、lt;/b></p><p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表亦稱(chēng)數(shù)字多用表,簡(jiǎn)稱(chēng)DMM(Digtial Multimeter)。它是采用

12、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。傳統(tǒng)的指針式萬(wàn)用表功能單精度低，不能滿(mǎn)足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片的數(shù)字萬(wàn)用表，精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展尾強(qiáng)、集成方便，目前，由各種單片機(jī)芯片構(gòu)成的數(shù)字電萬(wàn)用表，已被廣泛用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。</p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表具有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：</p>&l

13、t;p>　　1）．顯示清晰直觀(guān)，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確</p><p>　　為了提高觀(guān)察的清晰度，新型的手持式數(shù)字用用表（HDMM）已普遍采用字高為26mm的大屏幕LCD（液晶顯示器）。有些數(shù)字萬(wàn)用表還增加了背光源，以便于夜間觀(guān)察讀數(shù)。</p><p><b>　　2）．顯示位數(shù)</b></p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表的顯示位數(shù)通常為3位半到8位半。&

14、lt;/p><p><b>　　3）．準(zhǔn)確度高</b></p><p>　　準(zhǔn)確度是測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度，也反映了測(cè)量誤差的大小，準(zhǔn)確度愈高，測(cè)量誤差愈小。數(shù)字萬(wàn)用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于指針萬(wàn)用表。</p><p><b>　　4）．分辨力高</b></p><p&g

15、t;　　數(shù)字萬(wàn)用表在最低電壓量程上末位1個(gè)字所代表的電壓值，稱(chēng)作儀表的分辨力，宏觀(guān)世界反映了儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。</p><p><b>　　5）．測(cè)試功能強(qiáng)</b></p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表不公可以測(cè)量直流電壓（DCV）、交流電壓（ACV）、直流電流（DCA）、交流電流（ACA）、電阻（Ω）、二極管正向壓降（Uf）、等等。新型數(shù)字萬(wàn)

16、用表大多增加了下述測(cè)試功能：讀數(shù)保持（HOLD）、邏輯（LOGIC）測(cè)試等等。</p><p><b>　　6）．測(cè)量范圍寬</b></p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表可滿(mǎn)足常規(guī)電子測(cè)量的需要。智能數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量范圍更寬。</p><p><b>　　7）．測(cè)量速率快</b></p><p>　　數(shù)字

17、萬(wàn)用表在每秒鐘內(nèi)對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量次數(shù)叫測(cè)量速率，單位是“次/秒”。它主要取決于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。一般數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量速率為2~5次/秒。有的能達(dá)到20次/秒以上，另有的一些比這個(gè)還要高得多。數(shù)字萬(wàn)用表可滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)測(cè)量速率的需要。</p><p><b>　　8）．輸入阻抗高</b></p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表電壓擋具有很高的輸入阻抗，通常為10~1000

18、0MΩ，從被測(cè)電路上吸取的電流小，不會(huì)影響被測(cè)信號(hào)源的工作狀態(tài)，能減小由信號(hào)源內(nèi)阻引起的測(cè)量誤差。</p><p>　　9）．集成度高，微功耗</p><p>　　新型數(shù)字萬(wàn)用表普遍采用CMOS大規(guī)模集成電路的A/D轉(zhuǎn)換器，整機(jī)功耗很低，3位半，4位半手持式數(shù)字萬(wàn)用表的整機(jī)功耗僅幾十毫瓦，可用9V疊層電池供電。</p><p>　　10）．保護(hù)功能完善，抗干擾能力強(qiáng)

19、</p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表具有比較完善的保護(hù)電路，過(guò)載能力強(qiáng)，新型數(shù)字萬(wàn)用表還增加了高壓保護(hù)器件，能防止浪涌電壓。</p><p>　　本設(shè)計(jì)就是基于這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字萬(wàn)用表。該設(shè)備具有直觀(guān)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。并且能深入的說(shuō)明萬(wàn)用表的測(cè)量原理。能直觀(guān)的了解萬(wàn)用表各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)和測(cè)試原則。</p><p>　　1. 數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)背景</p>

20、<p>　　在本章中主要介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和總體方案及系統(tǒng)概述等。</p><p>　　1.1數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)目的和意義</p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測(cè)量領(lǐng)域大量使用的一種基本測(cè)量，已被廣泛應(yīng)用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力。隨著時(shí)代科技的進(jìn)步，數(shù)字萬(wàn)用表的功能越來(lái)越強(qiáng)大，把電量及非電量的測(cè)量技

21、術(shù)提高到嶄新水平。</p><p>　　1.2 數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p>　　根據(jù)數(shù)字萬(wàn)用表的原理，結(jié)合以下的設(shè)計(jì)要求：“設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字萬(wàn)用表，能夠測(cè)量交、直流電壓值，直流電流、直流電阻，四位數(shù)碼顯示。實(shí)現(xiàn)多級(jí)量程的直流電壓測(cè)量，其量程范圍是200mv、2v ,20v,200v和500v.實(shí)現(xiàn)多級(jí)量程的交流電壓測(cè)量，其量程范圍是200mv、2v ,20v,200v和500v.實(shí)現(xiàn)

22、多級(jí)量程的直流電流測(cè)量，其量程范圍是2mA ，20mA，200mA、2A和20A.實(shí)現(xiàn)多級(jí)量程的電阻測(cè)量，其量程范圍是200、2k ,20k,200k和2M。”以及電容測(cè)量電路。由此設(shè)想出以下的解決方法，即數(shù)字萬(wàn)用表的系統(tǒng)由分流電阻、分壓電阻、基準(zhǔn)電阻、電容測(cè)試芯片電路、51單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示部分、報(bào)警部分、AD轉(zhuǎn)換和控制部分組成。為使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，使系統(tǒng)整體精度得以保障。</p><p>　　1.3

23、數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決的問(wèn)題</p><p>　　本設(shè)計(jì)重點(diǎn)要解決的問(wèn)題是對(duì)不同量程的各種測(cè)量?jī)?nèi)容的轉(zhuǎn)換，還有就是各部分電路組合成一個(gè)完整的數(shù)字萬(wàn)用表，而難點(diǎn)解決的問(wèn)題就是程序的設(shè)計(jì)，要保正其可行性從而保證設(shè)計(jì)的正確性。</p><p>　　2 數(shù)字萬(wàn)用表總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1數(shù)字萬(wàn)用表的基本原理</p><p>　　數(shù)字萬(wàn)

24、用表的最基本功能是能夠測(cè)量交直流電壓，交直流電流，還有能夠測(cè)量電阻，數(shù)字萬(wàn)用表的基本組成見(jiàn)圖2.1。</p><p>　　圖2.1數(shù)字萬(wàn)用表的基本組成</p><p>　　下面我們分別介紹各個(gè)部分的組成：</p><p>　　1）、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換與數(shù)字顯示電路</p><p>　　常見(jiàn)的物理量都是幅值(大小)連續(xù)變化的所謂模擬量(模擬信號(hào)

25、)。指針式儀表可以直接對(duì)模擬電壓、電流進(jìn)行顯示。而對(duì)數(shù)字式儀表，需要把模擬電信號(hào)(通常是電壓信號(hào))轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行顯示和處理(如存儲(chǔ)、傳輸、打印、運(yùn)算等)。</p><p>　　數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)不同，其幅值(大小)是不連續(xù)的。這種情況被稱(chēng)為是“量化的”。若最小量化單位(量化臺(tái)階)為，則數(shù)字信號(hào)的大小一定是的整數(shù)倍，該整數(shù)可以用二進(jìn)制數(shù)碼表示。但為了能直觀(guān)地讀出信號(hào)大小的數(shù)值，需經(jīng)過(guò)數(shù)碼變換(譯碼)后由數(shù)碼

26、管或液晶屏顯示出來(lái)。</p><p>　　例如，設(shè)=0.1，我們把被測(cè)電壓與比較，看是的多少倍，并把結(jié)果四舍五入取為整數(shù) (二進(jìn)制)。一般情況下，≥1000即可滿(mǎn)足測(cè)量精度要求(量化誤差≤1/1000=0.1%)。最常見(jiàn)的數(shù)字表頭的最大示數(shù)為1999，被稱(chēng)為三位半()數(shù)字表。</p><p>　　對(duì)上述情況，我們把小數(shù)點(diǎn)定在最末位之前，顯示出來(lái)的就是以mV為單位的被測(cè)電壓的大小。如：是 (

27、0.1)的1234倍，即=1234，顯示結(jié)果為123.4()。這樣的數(shù)字表頭，再加上電壓極性判別顯示電路，就可以測(cè)量顯示-199.9～199.9的電壓，顯示精度為0.1。</p><p>　　由上可見(jiàn)，數(shù)字測(cè)量?jī)x表的核心是模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、譯碼顯示電路。A/D轉(zhuǎn)換一般又可分為量化、編碼兩個(gè)步驟。</p><p>　　2) 、多量程數(shù)字電壓表原理</p><p>　

28、　在基準(zhǔn)數(shù)字電壓表頭前面加一級(jí)分壓電路(分壓器)，可以擴(kuò)展直流電壓測(cè)量的量程。如圖2.2所示，為電壓表頭的量程(如200)，為其內(nèi)阻(如10)，、為分壓電阻，為擴(kuò)展后的量程。</p><p>　　圖2.2分壓電路原理 圖2.3多量程分壓器原理</p><p>　　由于r>>r2，所以分壓比為</p><p><

29、b>　　擴(kuò)展后的量程為</b></p><p>　　多量程分壓器原理電路見(jiàn)圖2.3，5檔量程的分壓比分別為1、0.1、0.01、0.001和0.0001，對(duì)應(yīng)的量程分別為2000、200、20、2和200。</p><p>　　采用圖3的分壓電路雖然可以擴(kuò)展電壓表的量程，但在小量程檔明顯降低了電壓表的輸入阻抗，這在實(shí)際使用中是所不希望的。所以，實(shí)際數(shù)字萬(wàn)用表的直流電壓檔電

30、路為圖2.4所示，它能在不降低輸入阻抗的情況下，達(dá)到同樣的分壓效果。</p><p>　　例如：其中200檔的分壓比為</p><p>　　其余各檔的分壓比可同樣算出。</p><p>　　實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)是根據(jù)各檔的分壓比和總電阻來(lái)確定各分壓電阻的。如先確定</p><p>　　再計(jì)算2000檔的電阻</p><p>&l

31、t;b>　　再逐檔計(jì)算、、、。</b></p><p>　　盡管上述最高量程檔的理論量程是2000，但通常的數(shù)字萬(wàn)用表出于耐壓和安全考慮，規(guī)定最高電壓量限為1000。</p><p>　　換量程時(shí)，多刀量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可以根據(jù)檔位自動(dòng)調(diào)整小數(shù)點(diǎn)的顯示，使用者可方便地直讀出測(cè)量結(jié)果。</p><p>　　3）、多量程數(shù)字電流表原理</p>

32、<p>　　測(cè)量電流的原理是：根據(jù)歐姆定律，用合適的取樣電阻把待測(cè)電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，再進(jìn)行測(cè)量。如圖2.5，由于，取樣電阻上的電壓降為</p><p>　　即被測(cè)電流 </p><p>　　圖2.5電流測(cè)量原理 圖2.6多量程分流器電路</p><p>　　若數(shù)字表

33、頭的電壓量程為，欲使電流檔量程為，則該檔的取樣電阻(也稱(chēng)分流電阻)為 </p><p>　　如=200，則=200檔的分流電阻為。</p><p>　　多量程分流器原理電路見(jiàn)圖2.6。</p><p>　　圖2.6中的分流器在實(shí)際使用中有一個(gè)缺點(diǎn)，就是當(dāng)換檔開(kāi)關(guān)接觸不良時(shí)，被測(cè)電路的電壓可能使數(shù)字表頭過(guò)載，所以，實(shí)際數(shù)字萬(wàn)用表的直流電流檔電路為圖2

34、.7所示。 </p><p>　　圖2.7中各檔分流電阻的阻值是這樣計(jì)算的：先計(jì)算最大電流檔的分流電阻</p><p><b>　　再計(jì)算下一檔的</b></p><p><b>　　依次可計(jì)算出、和。</b></p><p>　　圖中

35、的BX是2A保險(xiǎn)絲管，電流過(guò)大時(shí)會(huì)快速熔斷，超過(guò)流保護(hù)作用。兩只反向連接且與分流電阻并聯(lián)的二極管D1、D2為塑封硅整流二極管，它們起雙向限幅過(guò)壓保護(hù)作用。正常測(cè)量時(shí)，輸入電壓小于硅二極管的正向?qū)▔航?，二極管截止，對(duì)測(cè)量毫無(wú)影響。一旦輸入電壓大于0.7，二極管立即導(dǎo)通，兩端電壓被限制住(小于0.7)，保護(hù)儀表不被損壞。</p><p>　　4）、 交流電壓電流測(cè)量處理原理</p><p>

36、　　數(shù)字萬(wàn)用表中交流電壓，電流測(cè)量電路是在直流電壓、電流測(cè)量電路的基礎(chǔ)上，在分壓器或分流器之后加入了一級(jí)交流-直流(AC-DC)變換器，圖2.8為其原理簡(jiǎn)圖。 </p><p>　　該AC-DC變換器主要由集成運(yùn)算放大器、整流二極管、RC濾波器等組成，還包含一個(gè)能調(diào)整輸出電壓高低的電位器，用來(lái)對(duì)交流電壓檔進(jìn)行校準(zhǔn)之用。調(diào)整該電位

37、器可使數(shù)字表頭的顯示值等于被測(cè)交流電壓的有效值。</p><p>　　同直流電壓檔類(lèi)似，出于對(duì)耐壓、安全方面的考慮，交流電壓最高檔的量限通常限定為700(有效值)。</p><p>　　5）、 電阻測(cè)量原理</p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表中的電阻檔采用的是比例測(cè)量法，其原理電路見(jiàn)圖2.9。 </p><p>　　由

38、穩(wěn)壓管ZD提供測(cè)量基準(zhǔn)電壓，流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻的電流基本相等(數(shù)字表頭的輸入阻抗很高，其取用的電流可忽略不計(jì))。所以A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓和輸入電壓有如下關(guān)系： </p><p><b>　　即</b></p><p>　　根據(jù)所用A/D轉(zhuǎn)換器的特性可知，數(shù)字表顯示的是與的比值，當(dāng)=時(shí)顯示“1000”，

39、=0.5時(shí)顯示“500”，以此類(lèi)推。所以，當(dāng)時(shí)，表頭將顯示“1000”，當(dāng)時(shí)顯示“500”，這稱(chēng)為比例讀數(shù)特性。因此，我們只要選取不同的標(biāo)準(zhǔn)電阻并適當(dāng)?shù)貙?duì)小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行定位，就能得到不同的電阻測(cè)量檔。</p><p>　　如對(duì)200檔，取=100，小數(shù)點(diǎn)定在十位上。當(dāng)=100時(shí)，表頭就會(huì)顯示出100.0。當(dāng)變化時(shí)，顯示值相應(yīng)變化，可以從0.1測(cè)到199.9。</p><p>　　又如對(duì)2檔，取

40、，小數(shù)點(diǎn)定在千位上。當(dāng)變化時(shí)，顯示值相應(yīng)變化，可以從0.001測(cè)到1.999。</p><p>　　其余各檔道理相同，同學(xué)們可自行推演。</p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表多量程電阻檔電路見(jiàn)圖10。</p><p><b>　　由上分析可知，</b></p><p><b>　　……</b></p

41、><p>　　圖2.10中由正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻與晶體管組成了過(guò)壓保護(hù)電路，以防誤用電阻檔去測(cè)高電壓時(shí)損壞集成電路。當(dāng)誤測(cè)高電壓時(shí)，晶體管發(fā)射極將擊穿從而限制了輸入電壓的升高。同時(shí)隨著電流的增加而發(fā)熱，其阻值迅速增大，從而限制了電流的增加，使的擊穿電流不超過(guò)允許范圍。即只是處于軟擊穿狀態(tài)，不會(huì)損壞，一旦解除誤操作，和都能恢復(fù)正常。</p><p>　　6）、 電容測(cè)量原理</p&

42、gt;<p>　　電容測(cè)量是根據(jù)電容充電原理其充電電壓與時(shí)間成一定的指數(shù)關(guān)系。根據(jù)電壓和時(shí)間可以計(jì)算出電容的值。</p><p>　　2.2 數(shù)字萬(wàn)用表的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架圖</p><p>　　如下圖2.11所示，本萬(wàn)用表由以下幾部分功能組成，復(fù)位電路、震蕩電路、ADC輸入、被測(cè)量顯示、超限報(bào)警、ADC使能控制。復(fù)位電路用來(lái)清零，進(jìn)行下一次的測(cè)量；震蕩電路用來(lái)消除一些外來(lái)

43、干擾，使電路工作更加穩(wěn)定；ADC輸入則是將輸入量進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；測(cè)量顯示就是顯示測(cè)量的數(shù)值；超限報(bào)警部分則是用作當(dāng)測(cè)量量超出量程范圍時(shí)發(fā)出警報(bào)，以便提醒用戶(hù)更改大量程；ADC使能控制則用來(lái)對(duì)輸入量進(jìn)行控制，允許輸入或者不允許。</p><p>　　圖2.11. 總體電路設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　2.3硬件電路設(shè)計(jì)方案及選用芯片介紹</p><p>　　2.3.1

44、 設(shè)計(jì)方案</p><p>　　用單片機(jī)AT89S52與ADC0809設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字萬(wàn)用表，配合分流電阻、分壓電阻、基準(zhǔn)電阻可以測(cè)量交、直流電壓值，直流電流、直流電阻，四位數(shù)碼顯示。實(shí)現(xiàn)四級(jí)量程的直流電壓測(cè)量，其量程范圍是2v ,20v,200v和500v.實(shí)現(xiàn)四級(jí)量程的交流電壓測(cè)量，其量程范圍是2v ,20v,200v和500v.實(shí)現(xiàn)四級(jí)量程的直流電流測(cè)量，其量程范圍是2mA  ,20mA,2

45、00mA和2A.實(shí)現(xiàn)四級(jí)量程的電阻測(cè)量，其量程范圍是2k ,20k,200k和2M.，并且有超出量程的情況發(fā)生時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。</p><p>　　2.3.2 芯片選擇及功能簡(jiǎn)介</p><p>　　1、AT89S52芯片功能特性描述</p><p>　　AT89S52引腳框圖：</p><p>　　圖2.12 AT89S52芯片引腳圖&

46、lt;/p><p>　　AT89S52 主要性能：</p><p>　　1、 與MCS-51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容</p><p>　　2、8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器</p><p>　　3、1000 次擦寫(xiě)周期</p><p>　　4、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz </p><p>　　5

47、、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器</p><p>　　6、32 個(gè)可編程I/O 口線(xiàn)</p><p>　　7、三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　8、八個(gè)中斷源</b></p><p>　　9、全雙工UART 串行通道</p><p>　　10、低功耗空閑和掉電模式</p>

48、<p>　　l 1、掉電后中斷可喚醒</p><p>　　l2、 看門(mén)狗定時(shí)器</p><p><b>　　13、雙數(shù)據(jù)指針</b></p><p><b>　　l 4、掉電標(biāo)識(shí)符</b></p><p><b>　　方框圖：</b></p><

49、p>　　圖2.13 AT89S52內(nèi)部框圖</p><p><b>　　功能特性描述：</b></p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)程器

50、。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。</p><p>　　AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作

51、，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p><b>　　VCC : 電源</b></p><p><b>　　GND: 地</b></p><p>

52、;　　P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。</p><p>　　P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位

53、雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸（P1.0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p&g

54、t;　　表2.1 P1口的第二功能</p><p>　　P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時(shí)，P2 口送出高八

55、位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。</p><p>　　P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作

56、為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　表2.2 P3口的第二功能</p><p>　　RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出96 個(gè)晶振周期的高電

57、平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。</p><p>　　ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。</p><p>　　在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘

58、使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，ALE操作將無(wú)效。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個(gè)ALE 使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。</p><p>　　PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選

59、通信號(hào)。</p><p>　　當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。</p><p>　　EA/VPP:訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA必須接GND。</p><p>　　為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。<

60、/p><p>　　在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。</p><p>　　XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p>　　XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　Flash 編程―并行模式：</p><p>　　AT89S52 帶有用作編程的片上Flash

61、存儲(chǔ)器陣列。編程接口需要一個(gè)高電壓（12V）編程使能信號(hào)，并且兼容常規(guī)的第三方Flash 或EPROM 編程器。</p><p>　　AT89S52 程序存儲(chǔ)陣列采用字節(jié)式編程。</p><p><b>　　編程方法：</b></p><p>　　對(duì)AT89S52 編程之前，需根據(jù)Flash 編程模式表和圖13、圖14 對(duì)地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)設(shè)

62、置。可采用下列步驟對(duì)AT89S52 編程：</p><p>　　1．在地址線(xiàn)上輸入編程單元地址信號(hào)</p><p>　　2．在數(shù)據(jù)線(xiàn)上輸入正確的數(shù)據(jù)</p><p>　　3．激活相應(yīng)的控制信號(hào)</p><p>　　4．把EA/Vpp 升至12V </p><p>　　5．每給Flash 寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)或程序加密位時(shí)，都要

63、給ALE/PROG 一次脈沖。字節(jié)寫(xiě)周期時(shí)自身定制的，典型值僅50us。改變地址、數(shù)據(jù)重復(fù)第1 步到第5 步‘知道’全部文件結(jié)束。</p><p>　　Data Polling AT89S52 用Data Polling 作為一個(gè)字節(jié)寫(xiě)周期結(jié)束的標(biāo)志特征</p><p>　　2、ADC0809介紹</p><p>　　ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路

64、開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。</p><p>　?。?）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) </p><p>　　圖2.14 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)</p><p>　　上圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬

65、通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）． 引腳結(jié)構(gòu) </p><p>　　圖2.15 ADC0809引腳結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　IN0－IN7：8條模擬量輸入通道 </p><p>　　ADC

66、0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 </p><p>　　地址輸入和控制線(xiàn)：4條 </p><p>　　ALE為地址鎖存允許輸入線(xiàn)，高電平有效。當(dāng)ALE線(xiàn)為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線(xiàn)的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)

67、轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線(xiàn)，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。</p><p>　　表2.3 地址輸入線(xiàn)的通道選擇</p><p>　　數(shù)字量輸出及控制線(xiàn)：11條 </p><p>　　ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)

68、EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線(xiàn)。 </p><p>　　CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線(xiàn)。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， </p><p>　　VREF

69、（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。 </p><p>　　ADC0809應(yīng)用說(shuō)明：</p><p>　?。?）． ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 </p><p>　?。?）． 初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。 </p><p>　?。?）． 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 &l

70、t;/p><p>　?。?）． 在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 </p><p>　?。?）． 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來(lái)判斷。 </p><p>　　（6）． 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 </p><p>　　3、TEC6122簡(jiǎn)述</p><p>&

71、lt;b>　?。?）概述</b></p><p>　　TEC6122共陰極8X8段LED數(shù)碼管（8X8點(diǎn)陣）顯示驅(qū)動(dòng)電路是全定制專(zhuān)用集成電路。該電路由開(kāi)機(jī)自清電路、振蕩電路、位掃描驅(qū)動(dòng)電路、8X8 bit移位寄存器電路、8X8 bit數(shù)據(jù)鎖存器電路、段多路選擇器驅(qū)動(dòng)電路組成。它可與各種型號(hào)的微處理器串行口或并行口interface,專(zhuān)供驅(qū)動(dòng)8位X8段共陰極LED數(shù)碼管（8X8LED點(diǎn)陣）。<

72、;/p><p><b>　?。?）特點(diǎn)</b></p><p>　　工作電壓：+4V~+6V</p><p>　　位掃描驅(qū)動(dòng)電流≥80mA（VDD=+5V）</p><p>　　段掃描驅(qū)動(dòng)電流≥10mA（VDD=+5V）</p><p>　　可驅(qū)動(dòng)高彩色LED管</p><p>

73、;　　可通過(guò)N個(gè)TEC6122級(jí)聯(lián)實(shí)行NX8位LED顯示</p><p>　　管腳間距2.54mm ,標(biāo)準(zhǔn)24pin窄塑封雙列直插封裝</p><p>　?。?）位掃描共陰極LED顯示原理</p><p>　　位掃描共陰極LED顯示原理圖及位掃描波形如附圖。</p><p>　　位掃描信號(hào)接―S1，―S2，……，―S8順序依次出現(xiàn)，循環(huán)反復(fù)。

74、―S1顯示第一位（個(gè)位），―S2顯示第二位（十位），依次地―S8顯示第八位（千萬(wàn)位）。要顯示的段碼A，B，……，DP是由S1∽S8依次分別選通送出，S1送A1，B1，……，DP1，顯個(gè)位，其它位不顯示。同樣地S8送出A8，B8，……，DP8，顯千萬(wàn)位，其它位不顯示，這就是位掃描共陰極LED顯示原理。</p><p>　　表2.4 字符段碼表</p><p><b>　?。?）邏輯

75、簡(jiǎn)要說(shuō)明</b></p><p>　　圖2.16 TEC6122邏輯圖</p><p><b>　　加電自清電路：</b></p><p>　　片內(nèi)加電自清電路使8X8bit段移位寄存器, 8X8Bit段數(shù)據(jù)鎖存器，振蕩時(shí)鐘分頻電路清“0”，清“0”期間LED不顯示，開(kāi)機(jī)自清后LED顯示“0”。</p><p&g

76、t;　　振蕩電路，位掃描驅(qū)動(dòng)電路：</p><p>　　振蕩電路是RC振蕩器,R在電路內(nèi)部，只需外加電容470PF到GND(地)就構(gòu)成RC振蕩器，振蕩脈沖經(jīng)分頻組合成―S1∽―S8位掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)。―S1驅(qū)動(dòng)第一位(個(gè)位）,…… , ―S8驅(qū)動(dòng)第八位（千萬(wàn)位）。―S1∽―S8是開(kāi)路輸出，LED是這它的負(fù)載。―S1∽―S8輸出受OEN控制，OEN=1，允許輸出，OEN=0，―S1∽―S8輸出為高阻狀態(tài)（三態(tài)）。<

77、;/p><p>　　8X8bit串行移位寄存器：</p><p>　　8X8bit串行移位寄存器SI為數(shù)據(jù)輸入，SO為數(shù)據(jù)輸出，SCP為移位脈沖。送入串行移位寄存器中的數(shù)是A，B，……，DP段數(shù)據(jù)，不是BCD碼數(shù)據(jù)。每次送入8bit段碼數(shù)據(jù)A、B、C、D、E、F、G、DP, DP是最低位，最先送入。A是高位，最后送入。移入串行移位寄存器中的段碼數(shù)據(jù)最先進(jìn)入的是第一位（十進(jìn)制個(gè)位），……，最后進(jìn)

78、入的是第八位（十進(jìn)制千萬(wàn)位），上述這種約定，是用戶(hù)編程時(shí)必須遵循的。</p><p>　　段數(shù)據(jù)鎖存器，多路選擇器，段驅(qū)動(dòng)器：</p><p>　　移入8X8 bit串行移位寄存器中的段碼數(shù)據(jù)在LCP打入鎖存器脈沖作用下，鎖存到8X8 bit段數(shù)據(jù)鎖存器。數(shù)據(jù)鎖存器中的段碼經(jīng)多路選擇器，―S1時(shí)送第一位（個(gè)位）A1,B1,……,DP1，段碼顯示;依次地,S8送第8位（千萬(wàn)位）A8，B8，…

79、…，DP8，段碼顯示。</p><p>　　段碼A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，DP輸出受OEN控制，OEN=1，允許輸出。OEN=0，禁止輸出，A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，DP為高阻狀態(tài)（三態(tài)）。</p><p>　?。?）引腳信號(hào)及功能說(shuō)明：</p><p>　　SI：串行數(shù)據(jù)輸入。輸入數(shù)據(jù)由微處理器（計(jì)算機(jī)）程序給出。</p><p>　　

80、SCP：串行移位脈沖。移位脈沖個(gè)數(shù)由微處理器（計(jì)算機(jī)）程序控制。</p><p>　　SO：8X8bit串行移位寄存器數(shù)據(jù)輸出。SO接下一個(gè)TEC6122電路的SI，可擴(kuò)展N個(gè)TEC6122電路。</p><p>　　LCP：把8X8 bit串行移位寄存器中的數(shù)鎖存到8X8 bit段數(shù)據(jù)鎖存器打入脈沖，高電平有效。打入數(shù)據(jù)鎖存器的目的是上一個(gè)數(shù)據(jù)的顯示和下一個(gè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備（移位）可同時(shí)進(jìn)行。

81、同時(shí)也可防止數(shù)據(jù)移位過(guò)程中顯示數(shù)據(jù)的亂閃爍。實(shí)際使用過(guò)程中LCP連接有二種方法： </p><p>　　A、通常的辦法是把LCP直接連到TEC6122的電源VDD上﹙因LCP=1,總選通，數(shù)據(jù)移位太慢，數(shù)據(jù)移位過(guò)程被顯示了出來(lái)，數(shù)據(jù)可能會(huì)亂閃爍﹚。</p><p>　　B、用一個(gè)單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)。數(shù)據(jù)移位前，LCP=0, 數(shù)據(jù)移位完成，發(fā)LCP脈沖，把串行移位寄存器中的數(shù)并行打入數(shù)據(jù)鎖存

82、器顯示。</p><p>　　多片級(jí)連使用時(shí)，ＬCP可做片選信號(hào)使用。數(shù)據(jù)移位前，LCP=0, 數(shù)據(jù)移位完成，發(fā)LCP脈沖，把串行移位寄存器中的數(shù)并行打入數(shù)據(jù)鎖存器顯示。</p><p>　　OEN：輸出允許信號(hào)，高電平有效。OEN=1，允許位掃描信號(hào)一S1∽一S8輸出，允許段A，B，……，DP輸出。OEN=0，一S1∽一S8為高阻狀態(tài)（三態(tài)），A，B，……，DP為高組狀態(tài)（三態(tài)）。OEN

83、的二種使用方法同LCP。</p><p>　　A，B，……，DP：段輸出信號(hào)，開(kāi)路輸出，LED做負(fù)載。</p><p>　　―S1―S8：位掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)，―S1是第一位（十進(jìn)制個(gè)位），―S2是第二位（十進(jìn)制十位），……， ―S8是第8位（十進(jìn)制千萬(wàn)位）。</p><p>　　OSC：振蕩電路輸入端。微處理器產(chǎn)生的移位脈沖與顯示掃描信號(hào)―S1∽―S8是異步工作的。微處

84、理器的任務(wù)是把要顯示的數(shù)據(jù)移入8X8 bit串行移位寄存器，然后打入8X8 bit數(shù)據(jù)鎖存器，后面就由―S1∽―S8控制顯示。振蕩電路是一個(gè)R·C振蕩器。R做在電路內(nèi)部，OSC外接電容約470PF到GND（地）構(gòu)成R·C振蕩器。振蕩器只供顯示掃描用，頻率大小要求不是太嚴(yán)格，只要LED顯示不要出現(xiàn)閃爍即可，通常―S1∽―S8頻率為1KHz~2KHz。</p><p>　　2.4數(shù)字萬(wàn)用表的硬件設(shè)

85、計(jì)</p><p>　　2.4.1分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實(shí)現(xiàn)方法</p><p><b>　　一、電源部分</b></p><p>　　由于高壓交流電會(huì)對(duì)弱電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而電池之類(lèi)的電源又存在維護(hù)不方便和電壓電流衰減等的缺點(diǎn)，所以本次設(shè)計(jì)采用外部穩(wěn)壓電源供電，這里選用普通12V 500MA輸出的交流穩(wěn)壓電源輸入，該電池容量大

86、，電壓衰減影響比較小，輸出穩(wěn)定，電路如下圖。</p><p>　　圖2.17 電源電路</p><p>　　在圖2.9的電路里穩(wěn)壓器7805的壓降是2.5V，偏移電流是6mA，我們需要的電壓是5V，電路提供的電壓是9V，則電阻承擔(dān)的電壓為1.5V，由此得 </p><p>　　R=U/I=(9-5-2.5)V/6mA=200歐姆</p><p&g

87、t;<b>　　二、輸入端</b></p><p>　　圖2.18 萬(wàn)用表正表筆輸入端電路</p><p>　　被測(cè)量的量的輸入端經(jīng)過(guò)表筆流經(jīng)保險(xiǎn)絲，這樣做是為了起到保護(hù)作用,防止過(guò)壓過(guò)流而燒壞元器件后面接2個(gè)二極管。</p><p><b>　　三、分流電阻</b></p><p>　　圖2.19

88、 分流電阻電路</p><p>　　如上圖，使用有一定規(guī)律的R8~R12電阻組合構(gòu)成精密的電阻分流器，能夠?qū)崿F(xiàn)分流大電流的目的，即20A的電流一律衰減到200MA.通過(guò)測(cè)量參考電壓經(jīng)過(guò)計(jì)算得到實(shí)際的電流值。</p><p><b>　　四、分壓電阻</b></p><p>　　圖2.20 分壓電阻電路</p><p>　

89、　如上圖，使用有一定規(guī)律的R2~R6電阻組合構(gòu)成精密的電阻分壓器，能夠?qū)崿F(xiàn)分流大電壓的目的，即0~500V的電壓一律衰減到200mV以下，通過(guò)測(cè)量參考電壓經(jīng)過(guò)計(jì)算得到實(shí)際的電壓值。</p><p><b>　　五、基準(zhǔn)電阻</b></p><p>　　圖2.21 基準(zhǔn)電阻電路</p><p>　　測(cè)量電阻與測(cè)量電流或者電壓一樣重要，俗稱(chēng)“三用表

90、”，利用數(shù)字電壓表做成的多量程電阻表，采用的是“比例法”測(cè)量，因此，它比起指針萬(wàn)用表的電阻測(cè)量來(lái)具有非常準(zhǔn)確的精度，而且耗電很小，上圖示中所配置的一組電阻就叫“基準(zhǔn)電阻”，就是通過(guò)切換各個(gè)接點(diǎn)得到不同的基準(zhǔn)電阻值，再由AD0809的參考電壓Vref與被測(cè)電阻上得到的電壓V測(cè)進(jìn)行“比例讀數(shù)”，當(dāng)兩者電壓相等時(shí)，顯示就是 V測(cè)/Vref*500=500 ，按照需要再由AD0809控制轉(zhuǎn)換送AT89C52控制點(diǎn)亮LED屏幕上的小數(shù)點(diǎn)，就可以直

91、接讀出被測(cè)電阻的阻值來(lái)了。</p><p>　　在產(chǎn)品數(shù)字萬(wàn)用表中，為了節(jié)省成本和簡(jiǎn)化電路，測(cè)量電流的分流電阻和測(cè)量電壓的分壓電阻以及測(cè)量電阻的基準(zhǔn)電阻往往就是同一組電阻。</p><p><b>　　六、交直流處理電路</b></p><p>　　圖2.22 交直流處理電路</p><p>　　通過(guò)該電路達(dá)到控制交直流

92、的目的，并且通過(guò)調(diào)節(jié)可變電阻又可以有效地減少電壓的損耗。</p><p><b>　　七、ADC部分</b></p><p>　　圖2.23 ADC0809轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　由于ADC0809的參考電壓VREF＝VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實(shí)際顯示的電壓值　(D/256*VREF)</p

93、><p><b>　　八、報(bào)警部分</b></p><p>　　圖2.24 報(bào)警電路</p><p>　　當(dāng)檢測(cè)到被測(cè)量超出預(yù)定的值蜂鳴器發(fā)出“嘀”聲。具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是單片機(jī)P3.3腳輸出高電平，使得Q1導(dǎo)通。使得LS1對(duì)地導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出響聲。</p><p><b>　　九、單片機(jī)最小系統(tǒng)</b>&

94、lt;/p><p>　　圖2.25 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，配以RC上電復(fù)位電路和11.0592MHZ震蕩電路，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。P0口做為ADC0809的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，P2.4、P2.5、P2.6作為顯示芯片的SPI總線(xiàn)輸出。P1.0、P1.1、P1.2、P3.2作為ADC0809的控制線(xiàn)。同時(shí)p1.0-p1.7 作為8

95、255的信號(hào)輸入端，使單片機(jī)能檢測(cè)到所測(cè)量的物理量和量程。</p><p><b>　　十、顯示電路</b></p><p><b>　　圖2.26顯示電路</b></p><p>　　采用SPI總線(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)器TEC6122驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管，使得整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間最快，顯示精度更高。采用4合1數(shù)碼管，減少PCB表面走線(xiàn)提高系

96、統(tǒng)穩(wěn)定性。</p><p>　　十一、量程選擇控制電路</p><p>　　圖2.27 物理量量程選擇電路</p><p>　　通過(guò)8255的控制與傳輸，使單片機(jī)就檢測(cè)到所測(cè)量的物理量及其量程。</p><p><b>　　十二、開(kāi)關(guān)電路</b></p><p>　　圖2.28 開(kāi)關(guān)電路</

97、p><p>　　如上圖，類(lèi)似于常用的萬(wàn)用表開(kāi)關(guān)，可以根據(jù)需要手動(dòng)轉(zhuǎn)換測(cè)量量的量程，根據(jù)所需要測(cè)量的量選擇合適的量程。</p><p>　　2.4.2 數(shù)字萬(wàn)用表控制硬件整體結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　電路原理圖（見(jiàn)附錄一）</p><p>　　2.4.3 電路的工作過(guò)程描述</p><p>　　此工作當(dāng)然是要求在正確的

98、程序都寫(xiě)入了各個(gè)芯片中才能完成工作，如上圖3.12所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)要測(cè)量電壓、電流或者電阻時(shí)，則根據(jù)不同的量程需要分別選擇不同的量程開(kāi)關(guān)，于便得到最準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。AT89s52的P0口做為ADC0809的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，P2.4、P2.5、P2.6作為顯示芯片的SPI總線(xiàn)輸出。P1.0、P1.1、P1.2、P3.2作為ADC0809的控制線(xiàn)。ADC0809將測(cè)量的量轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識(shí)別的量之后由所給程序控制輸出，再送到顯示芯片顯示。顯示芯片根據(jù)顯

99、示程序顯示內(nèi)容。本設(shè)計(jì)的原來(lái)要求是4位數(shù)碼顯示，但考慮到芯片TEC6122是驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼顯示的，所以上面圖中數(shù)碼管TYP2不接上也是滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的，接上去只是滿(mǎn)足芯片的8位驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　3. 系統(tǒng)軟件與流程圖</p><p>　　在系統(tǒng)軟件與流程圖里主要論述了，軟件結(jié)構(gòu)，軟件設(shè)計(jì)等。</p><p>　　3.1 電路功能模塊</p>&l

100、t;p>　　由總體設(shè)計(jì)框圖3.1，本萬(wàn)用表由以下幾部分功能模塊組成，復(fù)位電路、震蕩電路、ADC輸入、ADC使能控制、被測(cè)量顯示、超限報(bào)警、等電路組成。程序中的子程序 功能模塊主要分成3個(gè)，延時(shí)、ADC轉(zhuǎn)換、和顯示，延時(shí)子程序在整個(gè)程序中多次被調(diào)用，ADC轉(zhuǎn)換則是每次測(cè)量都會(huì)需要用到的，當(dāng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，ADC0809將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制數(shù)發(fā)給單片機(jī)然后單片機(jī)根據(jù)軟件協(xié)議送顯示，顯示子程序則包括一個(gè)8位字節(jié)的發(fā)送程序和一個(gè)TEC6122

101、的驅(qū)動(dòng)程序。</p><p>　　圖3.1 功能模塊設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　3.2系統(tǒng)總流程圖</b></p><p>　　圖3.2系統(tǒng)總流程圖</p><p>　　3.3物理量采集處理流程：</p><p>　　圖3.3物理量采集處理流程</p><p>　

102、　3.4電壓測(cè)量過(guò)程流程圖：</p><p>　　圖3.4電壓測(cè)量流程圖</p><p>　　3.5電流的測(cè)量過(guò)程流程圖：</p><p>　　圖3.5電流測(cè)量流程圖</p><p>　　3.6電阻的測(cè)量過(guò)程流程圖：</p><p>　　圖3.6電阻測(cè)量流程圖</p><p>　　3.7電容測(cè)量

103、過(guò)程流程圖：</p><p>　　圖3.7電容測(cè)量流程圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　數(shù)字式萬(wàn)用表內(nèi)部采用了多種振蕩，放大，分頻，保護(hù)等電路所以功能較多，比如可以測(cè)量溫度，頻率(在一個(gè)較低的范圍)，電容,電感.或做信號(hào)發(fā)生器等等。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)多用集成電路所以過(guò)載能力較差.(不過(guò)現(xiàn)在有些已能自動(dòng)換檔.自動(dòng)保護(hù)

104、等.但使用較復(fù)雜).損壞后一般也不易修復(fù)。數(shù)字式萬(wàn)用表輸出電壓較低(通常不超過(guò)1伏).對(duì)于一些電壓特性特殊的元件的測(cè)試不便(如,可控硅,發(fā)光二極管等)，由于數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量范圍很大，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。本電路的設(shè)計(jì)剛比較簡(jiǎn)單，不過(guò)也有它的優(yōu)點(diǎn)：高精度、低功耗、量程寬、可擴(kuò)展性強(qiáng)等。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)結(jié)果綜述：</b></p><p>　?。?）、數(shù)字萬(wàn)

105、用表完成的功能主要是對(duì)電壓、電流、電阻的測(cè)量，它主要由分流電阻、分壓電阻、基準(zhǔn)電阻、51單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示部分、報(bào)警部分、AD轉(zhuǎn)換和控制部分組成。</p><p>　?。?）、數(shù)字萬(wàn)用表屬于一種測(cè)量工具，其本身的好壞直接影響到測(cè)量結(jié)果，因此上面的設(shè)計(jì)只是設(shè)計(jì)用來(lái)測(cè)量電壓電流電阻，其它量的測(cè)量則要添加擴(kuò)展功能。</p><p>　　（3）、單片機(jī)部分跟AD轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，ADC0

106、809的參考電壓VREF＝VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實(shí)際顯示的電壓值(D/256*VREF)；AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，配以RC上電復(fù)位電路和11.0592MHZ震蕩電路，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p>　?。?）、在本次軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用的是匯編語(yǔ)言。</p><p>　?。?）、對(duì)于硬件的制作，由于布線(xiàn)麻煩，零件買(mǎi)不到，還有成本太高等

107、原因，做起來(lái)復(fù)雜，捍接也很難，以致未能做出實(shí)物。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)基本完成了。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，學(xué)到很多有用的知識(shí)，也積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　在此要特別感謝老師，在做設(shè)計(jì)期間得到老師的精心指導(dǎo)，他對(duì)我們要求非常嚴(yán)格。畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成離不開(kāi)老師的幫助的

108、。同時(shí)感謝身邊的同學(xué)，他們?yōu)槲姨峁┝撕芏鄬氋F的資料。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)自始至是在他們的指導(dǎo)和幫助下完成的,在此再一次向他們致以深深的敬意和感謝!</p><p>　　同時(shí)由于自己本身對(duì)一些知識(shí)的掌握不是很深刻，設(shè)計(jì)難免會(huì)出現(xiàn)一些漏洞，雖然設(shè)計(jì)做的不是很完美，但是畢竟這是自己認(rèn)認(rèn)真真做出來(lái)的。希望各位老師給予指正。同時(shí)感謝母校對(duì)我四年來(lái)的教育和關(guān)心，在這里我不僅學(xué)到了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還學(xué)到了很多做人的道理。使我明確了以后的方向

109、，樹(shù)立了良好的價(jià)值觀(guān)，在這里學(xué)到的一切都使我終身受益。</p><p>　　再次衷心感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，謝謝你們! </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.丁元杰 單片微機(jī)原理及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 2005年7月</p><p>　　2 張偉 王力 protel2004入

110、門(mén)與提高 人民郵電出版社 2005年11月</p><p>　　3. 常健生 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000年2月</p><p>　　4. 閻石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 1998年12月</p><p>　　5. 童詩(shī)白 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 2001年</p><p>　　6. 李伯成 微型計(jì)算機(jī)原理與接口

111、技術(shù) 清華大學(xué)出版社 2005年1月</p><p>　　7. 李昌喜 智能儀表原理與設(shè)計(jì) 化學(xué)工業(yè)出版社 2005年2月</p><p>　　8. Luke Welling, (2002) Delphi and MySQL Web Development, Third Edition </p><p>　　9. Roberto Cristi,(2003) M

112、odern Digital Signal Processing</p><p>　　10. AhoAV,HopcroftJE,UllmanJD.DataStructuresandAlgorithms.Addison-WeslePublishing Company,inc.,1986</p><p>　　附錄1 硬件設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>

113、;　　附錄二 程序清單</b></p><p>　　#include <reg52.H> </p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#define _Nop() _nop_();//空操作</p><p>　　sbit ST=P3^0; //ADC0809啟動(dòng)轉(zhuǎn)換&

114、lt;/p><p>　　sbit OE=P3^1; //允許ADC0809輸出數(shù)據(jù)</p><p>　　sbit EOC=P3^2; //ADC0809轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)</p><p>　　sbit BEEP=P3^3;</p><p>　　sbit SI=P2^4; //TEC6122串行數(shù)據(jù)輸入</p><p>　

115、　sbit SCP=P2^5; //TEC6122串行移位脈沖</p><p>　　sbit LCP=P2^6; //TEC6122鎖存信號(hào)</p><p>　　unsigned char code table[11]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,0x00};//顯示的控制字，比如發(fā)0XFC給TEC612