畢業(yè)設(shè)計(jì)---數(shù)字萬用表單片機(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)一個數(shù)字萬用表，能夠測量交、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8位數(shù)碼管顯示。程序每執(zhí)行周期耗時縮到最短，這樣保證了系統(tǒng)的實(shí)時性。</p><p>　　關(guān)鍵詞 數(shù)字萬用表 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)字萬用表設(shè)計(jì)背景

7、7</p><p>　　1.1數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)目的和意義7</p><p>　　1.2 數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)依據(jù)7</p><p>　　1.3數(shù)字萬用表設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決的問題7</p><p>　　2 數(shù)字萬用表總體設(shè)計(jì)方案7</p><p>　　2.1數(shù)字萬用表的基本原理7</p><p>

8、　　2.2 數(shù)字萬用表的硬件系統(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 芯片選擇及功能簡介14</p><p>　　2.4數(shù)字萬用表的硬件設(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電壓測量過程流程圖34</p><p>　　3.5電流的測量過程流程圖36</p><p>　　3.6電阻的測量過程流程圖37</p><p>　　3.7電容測量過程流程圖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)字萬用表亦稱數(shù)字多用表,簡稱DMM(Digtial Multimeter)。它是采用

12、數(shù)字化測量技術(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)的指針式萬用表功能單精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，采用單片的數(shù)字萬用表，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)字電萬用表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。</p><p>　　數(shù)字萬用表具有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：</p>&l

13、t;p>　　1）．顯示清晰直觀，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確</p><p>　　為了提高觀察的清晰度，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)字萬用表還增加了背光源，以便于夜間觀察讀數(shù)。</p><p><b>　　2）．顯示位數(shù)</b></p><p>　　數(shù)字萬用表的顯示位數(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)確度是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測量結(jié)果與真值的一致程度，也反映了測量誤差的大小，準(zhǔn)確度愈高，測量誤差愈小。數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于指針萬用表。</p><p><b>　　4）．分辨力高</b></p><p&g

15、t;　　數(shù)字萬用表在最低電壓量程上末位1個字所代表的電壓值，稱作儀表的分辨力，宏觀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）．測試功能強(qiáng)</b></p><p>　　數(shù)字萬用表不公可以測量直流電壓（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

16、用表大多增加了下述測試功能：讀數(shù)保持（HOLD）、邏輯（LOGIC）測試等等。</p><p><b>　　6）．測量范圍寬</b></p><p>　　數(shù)字萬用表可滿足常規(guī)電子測量的需要。智能數(shù)字萬用表的測量范圍更寬。</p><p><b>　　7）．測量速率快</b></p><p>　　數(shù)字

17、萬用表在每秒鐘內(nèi)對被測電壓的測量次數(shù)叫測量速率，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)字萬用表的測量速率為2~5次/秒。有的能達(dá)到20次/秒以上，另有的一些比這個還要高得多。數(shù)字萬用表可滿足不同用戶對測量速率的需要。</p><p><b>　　8）．輸入阻抗高</b></p><p>　　數(shù)字萬用表電壓擋具有很高的輸入阻抗，通常為10~1000

18、0MΩ，從被測電路上吸取的電流小，不會影響被測信號源的工作狀態(tài)，能減小由信號源內(nèi)阻引起的測量誤差。</p><p>　　9）．集成度高，微功耗</p><p>　　新型數(shù)字萬用表普遍采用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)字萬用表具有比較完善的保護(hù)電路，過載能力強(qiáng)，新型數(shù)字萬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)就是基于這個基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一個基于單片機(jī)的數(shù)字萬用表。該設(shè)備具有直觀簡單的優(yōu)點(diǎn)。并且能深入的說明萬用表的測量原理。能直觀的了解萬用表各個部分的結(jié)構(gòu)和測試原則。</p><p>　　1. 數(shù)字萬用表設(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)字萬用表的設(shè)計(jì)目的和意義</p><p>　　數(shù)字萬用表是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測量領(lǐng)域大量使用的一種基本測量，已被廣泛應(yīng)用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，示出強(qiáng)大的生命力。隨著時代科技的進(jìn)步，數(shù)字萬用表的功能越來越強(qiáng)大，把電量及非電量的測量技

21、術(shù)提高到嶄新水平。</p><p>　　1.2 數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p>　　根據(jù)數(shù)字萬用表的原理，結(jié)合以下的設(shè)計(jì)要求：“設(shè)計(jì)一個數(shù)字萬用表，能夠測量交、直流電壓值，直流電流、直流電阻，四位數(shù)碼顯示。實(shí)現(xiàn)多級量程的直流電壓測量，其量程范圍是200mv、2v ,20v,200v和500v.實(shí)現(xiàn)多級量程的交流電壓測量，其量程范圍是200mv、2v ,20v,200v和500v.實(shí)現(xiàn)

22、多級量程的直流電流測量，其量程范圍是2mA ，20mA，200mA、2A和20A.實(shí)現(xiàn)多級量程的電阻測量，其量程范圍是200、2k ,20k,200k和2M?！币约半娙轀y量電路。由此設(shè)想出以下的解決方法，即數(shù)字萬用表的系統(tǒng)由分流電阻、分壓電阻、基準(zhǔn)電阻、電容測試芯片電路、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)字萬用表設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決的問題</p><p>　　本設(shè)計(jì)重點(diǎn)要解決的問題是對不同量程的各種測量內(nèi)容的轉(zhuǎn)換，還有就是各部分電路組合成一個完整的數(shù)字萬用表，而難點(diǎn)解決的問題就是程序的設(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)字萬用表總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1數(shù)字萬用表的基本原理</p><p>　　數(shù)字萬

24、用表的最基本功能是能夠測量交直流電壓，交直流電流，還有能夠測量電阻，數(shù)字萬用表的基本組成見圖2.1。</p><p>　　圖2.1數(shù)字萬用表的基本組成</p><p>　　下面我們分別介紹各個部分的組成：</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

25、)。指針式儀表可以直接對模擬電壓、電流進(jìn)行顯示。而對數(shù)字式儀表，需要把模擬電信號(通常是電壓信號)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再進(jìn)行顯示和處理(如存儲、傳輸、打印、運(yùn)算等)。</p><p>　　數(shù)字信號與模擬信號不同，其幅值(大小)是不連續(xù)的。這種情況被稱為是“量化的”。若最小量化單位(量化臺階)為，則數(shù)字信號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。但為了能直觀地讀出信號大小的數(shù)值，需經(jīng)過數(shù)碼變換(譯碼)后由數(shù)碼

26、管或液晶屏顯示出來。</p><p>　　例如，設(shè)=0.1，我們把被測電壓與比較，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即可滿足測量精度要求(量化誤差≤1/1000=0.1%)。最常見的數(shù)字表頭的最大示數(shù)為1999，被稱為三位半()數(shù)字表。</p><p>　　對上述情況，我們把小數(shù)點(diǎn)定在最末位之前，顯示出來的就是以mV為單位的被測電壓的大小。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，就可以測量顯示-199.9～199.9的電壓，顯示精度為0.1。</p><p>　　由上可見，數(shù)字測量儀表的核心是模數(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分壓電路(分壓器)，可以擴(kuò)展直流電壓測量的量程。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)時是根據(jù)各檔的分壓比和總電阻來確定各分壓電阻的。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，多刀量程轉(zhuǎn)換開關(guān)可以根據(jù)檔位自動調(diào)整小數(shù)點(diǎn)的顯示，使用者可方便地直讀出測量結(jié)果。</p><p>　　3）、多量程數(shù)字電流表原理</p>

32、<p>　　測量電流的原理是：根據(jù)歐姆定律，用合適的取樣電阻把待測電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，再進(jìn)行測量。如圖2.5，由于，取樣電阻上的電壓降為</p><p>　　即被測電流 </p><p>　　圖2.5電流測量原理 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圖2.6。</p><p>　　圖2.6中的分流器在實(shí)際使用中有一個缺點(diǎn)，就是當(dāng)換檔開關(guān)接觸不良時，被測電路的電壓可能使數(shù)字表頭過載，所以，實(shí)際數(shù)字萬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保險絲管，電流過大時會快速熔斷，超過流保護(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，它們起雙向限幅過壓保護(hù)作用。正常測量時，輸入電壓小于硅二極管的正向?qū)▔航担O管截止，對測量毫無影響。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）、 交流電壓電流測量處理原理</p><p>

36、　　數(shù)字萬用表中交流電壓，電流測量電路是在直流電壓、電流測量電路的基礎(chǔ)上，在分壓器或分流器之后加入了一級交流-直流(AC-DC)變換器，圖2.8為其原理簡圖。 </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，還包含一個能調(diào)整輸出電壓高低的電位器，用來對交流電壓檔進(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交流電壓的有效值。</p><p>　　同直流電壓檔類似，出于對耐壓、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）、 電阻測量原理</p><p>　　數(shù)字萬用表中的電阻檔采用的是比例測量法，其原理電路見圖2.9。 </p><p>　　由

38、穩(wěn)壓管ZD提供測量基準(zhǔn)電壓，流過標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測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)=時顯示“1000”，

39、=0.5時顯示“500”，以此類推。所以，當(dāng)時，表頭將顯示“1000”，當(dāng)時顯示“500”，這稱為比例讀數(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π?shù)點(diǎn)進(jìn)行定位，就能得到不同的電阻測量檔。</p><p>　　如對200檔，取=100，小數(shù)點(diǎn)定在十位上。當(dāng)=100時，表頭就會顯示出100.0。當(dāng)變化時，顯示值相應(yīng)變化，可以從0.1測到199.9。</p><p>　　又如對2檔，取

40、，小數(shù)點(diǎn)定在千位上。當(dāng)變化時，顯示值相應(yīng)變化，可以從0.001測到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)字萬用表多量程電阻檔電路見圖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壓保護(hù)電路，以防誤用電阻檔去測高電壓時損壞集成電路。當(dāng)誤測高電壓時，晶體管發(fā)射極將擊穿從而限制了輸入電壓的升高。同時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允許范圍。即只是處于軟擊穿狀態(tài)，不會損壞，一旦解除誤操作，和都能恢復(fù)正常。</p><p>　　6）、 電容測量原理</p&

42、gt;<p>　　電容測量是根據(jù)電容充電原理其充電電壓與時間成一定的指數(shù)關(guān)系。根據(jù)電壓和時間可以計(jì)算出電容的值。</p><p>　　2.2 數(shù)字萬用表的硬件系統(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、被測量顯示、超限報(bào)警、ADC使能控制。復(fù)位電路用來清零，進(jìn)行下一次的測量；震蕩電路用來消除一些外來

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；測量顯示就是顯示測量的數(shù)值；超限報(bào)警部分則是用作當(dāng)測量量超出量程范圍時發(fā)出警報(bào)，以便提醒用戶更改大量程；ADC使能控制則用來對輸入量進(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)一個數(shù)字萬用表，配合分流電阻、分壓電阻、基準(zhǔn)電阻可以測量交、直流電壓值，直流電流、直流電阻，四位數(shù)碼顯示。實(shí)現(xiàn)四級量程的直流電壓測量，其量程范圍是2v ,20v,200v和500v.實(shí)現(xiàn)四級量程的交流電壓測量，其量程范圍是2v ,20v,200v和500v.實(shí)現(xiàn)四級量程的直流電流測量，其量程范圍是2mA  ,20mA,2

45、00mA和2A.實(shí)現(xiàn)四級量程的電阻測量，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，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。</p><p>　　2.3.2 芯片選擇及功能簡介</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 存儲器</p><p>　　3、1000 次擦寫周期</p><p>　　4、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz </p><p>　　5

47、、 三級加密程序存儲器</p><p>　　6、32 個可編程I/O 口線</p><p>　　7、三個16 位定時器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　8、八個中斷源</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、 看門狗定時器</p><p><b>　　13、雙數(shù)據(jù)指針</b></p><p><b>　　l 4、掉電標(biāo)識符</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 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(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，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計(jì)數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。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8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，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，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻。</p><p>　　P1 口：P1 口是一個具有內(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4 個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，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分別作定時器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸（P1.0/T2）和時器/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，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4 個TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時，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）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。</p><p>　　P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作

56、為輸入使用時，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，P3口也接收一些控制信號。</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，RST腳持續(xù)2 個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計(jì)時完成后，RST 腳輸出96 個晶振周期的高電

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（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時，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，可用來作為外部定時器或時鐘

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

59、通信號。</p><p>　　當(dāng)AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN將不被激活。</p><p>　　EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，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、存儲器陣列。編程接口需要一個高電壓（12V）編程使能信號，并且兼容常規(guī)的第三方Flash 或EPROM 編程器。</p><p>　　AT89S52 程序存儲陣列采用字節(jié)式編程。</p><p><b>　　編程方法：</b></p><p>　　對AT89S52 編程之前，需根據(jù)Flash 編程模式表和圖13、圖14 對地址、數(shù)據(jù)和控制信號設(shè)

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

63、給ALE/PROG 一次脈沖。字節(jié)寫周期時自身定制的，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 作為一個字節(jié)寫周期結(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8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬

65、通道，允許8路模擬量分時輸入，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，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對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(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：4條 </p><p>　　ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進(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，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 地址輸入線的通道選擇</p><p>　　數(shù)字量輸出及控制線：11條 </p><p>　　ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(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。當(dāng)

68、EOC為高電平時，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，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)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。 </p><p>　　CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，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)用說明：</p><p>　　（1）． 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，使ST和OE信號全為低電平。 </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端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。 </p><p>　?。?）． 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。 </p><p>　?。?）． 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給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)動電路是全定制專用集成電路。該電路由開機(jī)自清電路、振蕩電路、位掃描驅(qū)動電路、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)動電路組成。它可與各種型號的微處理器串行口或并行口interface,專供驅(qū)動8位X8段共陰極LED數(shù)碼管（8X8LED點(diǎn)陣）。<

72、;/p><p><b>　　（2）特點(diǎn)</b></p><p>　　工作電壓：+4V~+6V</p><p>　　位掃描驅(qū)動電流≥80mA（VDD=+5V）</p><p>　　段掃描驅(qū)動電流≥10mA（VDD=+5V）</p><p>　　可驅(qū)動高彩色LED管</p><p>

73、;　　可通過N個TEC6122級聯(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>　　（3）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（個位），―S2顯示第二位（十位），依次地―S8顯示第八位（千萬位）。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，顯個位，其它位不顯示。同樣地S8送出A8，B8，……，DP8，顯千萬位，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、簡要說明</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，振蕩時鐘分頻電路清“0”，清“0”期間LED不顯示，開機(jī)自清后LED顯示“0”。</p><p&g

76、t;　　振蕩電路，位掃描驅(qū)動電路：</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)動信號。―S1驅(qū)動第一位(個位）,…… , ―S8驅(qū)動第八位（千萬位）。―S1∽―S8是開路輸出，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)制個位），……，最后進(jìn)

78、入的是第八位（十進(jìn)制千萬位），上述這種約定，是用戶編程時必須遵循的。</p><p>　　段數(shù)據(jù)鎖存器，多路選擇器，段驅(qū)動器：</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時送第一位（個位）A1,B1,……,DP1，段碼顯示;依次地,S8送第8位（千萬位）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>　?。?）引腳信號及功能說明：</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TEC6122電路的SI，可擴(kuò)展N個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數(shù)據(jù)的顯示和下一個數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備（移位）可同時進(jìn)行。

81、同時也可防止數(shù)據(jù)移位過程中顯示數(shù)據(jù)的亂閃爍。實(shí)際使用過程中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)移位過程被顯示了出來，數(shù)據(jù)可能會亂閃爍﹚。</p><p>　　B、用一個單片機(jī)端口驅(qū)動。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>　　多片級連使用時，ＬCP可做片選信號使用。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，高電平有效。OEN=1，允許位掃描信號一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，開路輸出，LED做負(fù)載。</p><p>　　―S1―S8：位掃描驅(qū)動信號，―S1是第一位（十進(jìn)制個位），―S2是第二位（十進(jìn)制十位），……， ―S8是第8位（十進(jìn)制千萬位）。</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―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>　　由于高壓交流電會對弱電系統(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 萬用表正表筆輸入端電路</p><p>　　被測量的量的輸入端經(jīng)過表筆流經(jīng)保險絲，這樣做是為了起到保護(hù)作用,防止過壓過流而燒壞元器件后面接2個二極管。</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.通過測量參考電壓經(jīng)過計(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，通過測量參考電壓經(jīng)過計(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>　　測量電阻與測量電流或者電壓一樣重要，俗稱“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”測量，因此，它比起指針萬用表的電阻測量來具有非常準(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”，就是通過切換各個接點(diǎn)得到不同的基準(zhǔn)電阻值，再由AD0809的參考電壓Vref與被測電阻上得到的電壓V測進(jìn)行“比例讀數(shù)”，當(dāng)兩者電壓相等時，顯示就是 V測/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、接讀出被測電阻的阻值來了。</p><p>　　在產(chǎn)品數(shù)字萬用表中，為了節(jié)省成本和簡化電路，測量電流的分流電阻和測量電壓的分壓電阻以及測量電阻的基準(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>　　通過該電路達(dá)到控制交直流

92、的目的，并且通過調(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)檢測到被測量超出預(yù)定的值蜂鳴器發(fā)出“嘀”聲。具體的實(shí)現(xiàn)過程是單片機(jī)P3.3腳輸出高電平，使得Q1導(dǎo)通。使得LS1對地導(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，P2.4、P2.5、P2.6作為顯示芯片的SPI總線輸出。P1.0、P1.1、P1.2、P3.2作為ADC0809的控制線。同時p1.0-p1.7 作為8

95、255的信號輸入端，使單片機(jī)能檢測到所測量的物理量和量程。</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LED驅(qū)動器TEC6122驅(qū)動8位數(shù)碼管，使得整個系統(tǒng)響應(yīng)時間最快，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8255的控制與傳輸，使單片機(jī)就檢測到所測量的物理量及其量程。</p><p><b>　　十二、開關(guān)電路</b></p><p>　　圖2.28 開關(guān)電路</

97、p><p>　　如上圖，類似于常用的萬用表開關(guān)，可以根據(jù)需要手動轉(zhuǎn)換測量量的量程，根據(jù)所需要測量的量選擇合適的量程。</p><p>　　2.4.2 數(shù)字萬用表控制硬件整體結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　電路原理圖（見附錄一）</p><p>　　2.4.3 電路的工作過程描述</p><p>　　此工作當(dāng)然是要求在正確的

98、程序都寫入了各個芯片中才能完成工作，如上圖3.12所示，當(dāng)開關(guān)要測量電壓、電流或者電阻時，則根據(jù)不同的量程需要分別選擇不同的量程開關(guān)，于便得到最準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。AT89s52的P0口做為ADC0809的數(shù)據(jù)總線，P2.4、P2.5、P2.6作為顯示芯片的SPI總線輸出。P1.0、P1.1、P1.2、P3.2作為ADC0809的控制線。ADC0809將測量的量轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識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)的原來要求是4位數(shù)碼顯示，但考慮到芯片TEC6122是驅(qū)動8位數(shù)碼顯示的，所以上面圖中數(shù)碼管TYP2不接上也是滿足設(shè)計(jì)要求的，接上去只是滿足芯片的8位驅(qū)動。</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，延時、ADC轉(zhuǎn)換、和顯示，延時子程序在整個程序中多次被調(diào)用，ADC轉(zhuǎn)換則是每次測量都會需要用到的，當(dāng)進(jìn)行測量時，ADC0809將被測量轉(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8位字節(jié)的發(fā)送程序和一個TEC6122

101、的驅(qū)動程序。</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電壓測量過程流程圖：</p><p>　　圖3.4電壓測量流程圖</p><p>　　3.5電流的測量過程流程圖：</p><p>　　圖3.5電流測量流程圖</p><p>　　3.6電阻的測量過程流程圖：</p><p>　　圖3.6電阻測量流程圖</p><p>　　3.7電容測量

103、過程流程圖：</p><p>　　圖3.7電容測量流程圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　數(shù)字式萬用表內(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，比如可以測量溫度，頻率(在一個較低的范圍)，電容,電感.或做信號發(fā)生器等等。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)多用集成電路所以過載能力較差.(不過現(xiàn)在有些已能自動換檔.自動保護(hù)

104、等.但使用較復(fù)雜).損壞后一般也不易修復(fù)。數(shù)字式萬用表輸出電壓較低(通常不超過1伏).對于一些電壓特性特殊的元件的測試不便(如,可控硅,發(fā)光二極管等)，由于數(shù)字萬用表的測量范圍很大，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。本電路的設(shè)計(jì)剛比較簡單，不過也有它的優(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

105、用表完成的功能主要是對電壓、電流、電阻的測量，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>　　（2）、數(shù)字萬用表屬于一種測量工具，其本身的好壞直接影響到測量結(jié)果，因此上面的設(shè)計(jì)只是設(shè)計(jì)用來測量電壓電流電阻，其它量的測量則要添加擴(kuò)展功能。</p><p>　?。?）、單片機(jī)部分跟AD轉(zhuǎn)換部分是整個設(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)過程中，采用的是匯編語言。</p><p>　?。?）、對于硬件的制作，由于布線麻煩，零件買不到，還有成本太高等

107、原因，做起來復(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)過幾個月的努力，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，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)，他對我們要求非常嚴(yán)格。畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成離不開老師的幫助的

108、。同時感謝身邊的同學(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>　　同時由于自己本身對一些知識的掌握不是很深刻，設(shè)計(jì)難免會出現(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)真真做出來的。希望各位老師給予指正。同時感謝母校對我四年來的教育和關(guān)心，在這里我不僅學(xué)到了專業(yè)知識，還學(xué)到了很多做人的道理。使我明確了以后的方向

109、，樹立了良好的價值觀，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、門與提高 人民郵電出版社 2005年11月</p><p>　　3. 常健生 檢測與轉(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</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</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