數(shù)字萬(wàn)用表畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、摘 要本次設(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。關(guān)鍵詞： 數(shù)字萬(wàn)用表； AT89S52單片機(jī)； AD轉(zhuǎn)換與控制Abstr

2、actThis 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 flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resis

3、tance, 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 d

4、esigned to adopt AT89S52 one-chip computer as the top management chip, the electricity is restored to the throne the circuit and 11.0592MHZ and shaken the circuit to match on RC, show that the chip uses TEC6122, urge 8 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of p

5、rocedure 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 目 錄摘 要iAbstractii緒 論4第一章 數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)背景6 1.1數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)目的和意義6 1.2 數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)依據(jù)6 1.3數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決的問題6第二章數(shù)字萬(wàn)用表總體設(shè)計(jì)方案6 2.1數(shù)字萬(wàn)用表的基本原理6 2

6、.2 數(shù)字萬(wàn)用表的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架圖12 2.3硬件電路設(shè)計(jì)方案及選用芯片介紹13 2.3.1 設(shè)計(jì)方案13 2.3.2 芯片選擇及功能簡(jiǎn)介14 2.4數(shù)字萬(wàn)用表的硬件設(shè)計(jì)24 2.4.1分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實(shí)現(xiàn)方法24 2.4.2 數(shù)字萬(wàn)用表控制硬件整體結(jié)構(gòu)圖29 2.4.3 電路的工作過程描述29第三章系統(tǒng)軟件與流程圖303.1 電路功能模塊303.2系統(tǒng)總流程圖303.3物理量采集處理流程323.4電壓測(cè)量過程流程圖323.5電流的測(cè)量過程流程圖343.6電阻的測(cè)量過程流程圖353.7電容測(cè)量過程流程圖36結(jié) 論37致 謝38參考文獻(xiàn)39第一章 緒 論數(shù)字萬(wàn)用表亦稱數(shù)字多用表,簡(jiǎn)稱

7、DMM(Digtial Multimeter)。它是采用數(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。數(shù)字萬(wàn)用表具有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：1）顯示清晰直觀，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確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(wàn)用表還增加了背光源，以便于夜間觀

8、察讀數(shù)。2）顯示位數(shù)數(shù)字萬(wàn)用表的顯示位數(shù)通常為3位半到8位半。3）準(zhǔn)確度高準(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。4）分辨力高數(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。5）測(cè)試功能強(qiáng)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（）、二極管正向壓降（Uf）、等等。新型數(shù)字萬(wàn)用表大多增加了下述測(cè)試功能：讀數(shù)保持（HOLD）、邏輯

9、（LOGIC）測(cè)試等等。6）測(cè)量范圍寬數(shù)字萬(wàn)用表可滿足常規(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。7）測(cè)量速率快數(shù)字萬(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25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)用表可滿足不同用戶對(duì)測(cè)量速率的需要。8）輸入阻抗高數(shù)字萬(wàn)用表電壓擋具有很高的輸入阻抗，通常為1010000M，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。9）集成度高，微功耗新型數(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

10、，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。10）保護(hù)功能完善，抗干擾能力強(qiáng)數(shù)字萬(wàn)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(wàn)用表還增加了高壓保護(hù)器件，能防止浪涌電壓。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)備具有直觀簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。并且能深入的說明萬(wàn)用表的測(cè)量原理。能直觀的了解萬(wàn)用表各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)和測(cè)試原則。461. 數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)背景 自從1977年世界上首臺(tái)手持式數(shù)字萬(wàn)用表問世以來，研究者在萬(wàn)用表的功能和設(shè)計(jì)上不斷創(chuàng)新，新品迭出。 數(shù)字萬(wàn)用表是電測(cè)技術(shù)中的一種常用儀表，它把電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的成果和電測(cè)技術(shù)結(jié)合

11、在一起，以其操作方便、讀數(shù)準(zhǔn)確、體積小巧、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)代測(cè)量中不可缺少的儀器，它可以測(cè)量直流電流、交流電流、直流電壓、交流電壓、電阻、電容、二極管的正向壓降等，正在許多領(lǐng)域取代模擬式(即指針式)萬(wàn)用表。具有使用方便、靈敏度高、測(cè)量速度快、量程寬、過載能力強(qiáng)、輸人阻抗高、指示值具有客觀性(不存在視覺誤差)、擴(kuò)展能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。1.1數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)目的和意義數(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)用表的功能越來越強(qiáng)大，把電量及非電量的測(cè)量技

12、術(shù)提高到嶄新水平。1.2 數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)依據(jù)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)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?！币约半娙轀y(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

13、、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。1.3數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決的問題本設(shè)計(jì)重點(diǎn)要解決的問題是對(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。2013屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 2 數(shù)字萬(wàn)用表總體設(shè)計(jì)方案2.1數(shù)字萬(wàn)用表的基本原理數(shù)字萬(wàn)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)用表的基本組成見圖2.1。 圖2.1數(shù)字萬(wàn)用表的基本組成下面我們分別介紹各個(gè)部分的

14、組成：2.1模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換與數(shù)字顯示電路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(hào))。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)。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。但為了能直觀地讀出信號(hào)大小的數(shù)值，需經(jīng)過數(shù)碼變換(譯碼)后由數(shù)碼管或液晶屏顯示出來。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

15、進(jìn)制)。一般情況下，1000即可滿足測(cè)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。對(duì)上述情況，我們把小數(shù)點(diǎn)定在最末位之前，顯示出來的就是以mV為單位的被測(cè)電壓的大小。如：是 (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-199.9199.9的電壓，顯示精度為0.1。由上可見，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。2) 、多量程數(shù)字電壓表原理在基準(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

16、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。 圖2.2分壓電路原理 圖2.3多量程分壓器原由于r>>r2，所以分壓比為擴(kuò)展后的量程為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(duì)應(yīng)的量程分別為2000、200、20、2和200。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。圖2.4 使用分壓

17、電路例如：其中200檔的分壓比為其余各檔的分壓比可同樣算出。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)是根據(jù)各檔的分壓比和總電阻來確定各分壓電阻的。如先確定再計(jì)算2000檔的電阻再逐檔計(jì)算、。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。換量程時(shí)，多刀量程轉(zhuǎn)換開關(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。3）、多量程數(shù)字電流表原理測(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即被測(cè)電流 圖2.5電流測(cè)量原理 圖2.6多量程分流器電路若數(shù)字表頭的電壓量程為，欲使電流檔

18、量程為，則該檔的取樣電阻(也稱分流電阻) 如=200，則=200檔的分流電阻為。多量程分流器原理電路見圖2.6。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)字表頭過載，所以，實(shí)際數(shù)字萬(wàn)用表的直流電流檔電路為圖2.7所示。 圖2.7實(shí)用分流器電路圖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再計(jì)算下一檔的依次可計(jì)算出、和。圖中的BX是2A保險(xiǎn)絲管，電流過大時(shí)會(huì)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(cè)量時(shí)，輸入電壓小于硅二極管的正向?qū)▔航担O

19、管截止，對(duì)測(cè)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。4）、 交流電壓電流測(cè)量處理原理圖2.8 AC-DC變換器原理簡(jiǎn)圖數(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。 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，用來對(duì)交流電壓檔進(jìn)行校準(zhǔn)之用。調(diào)整該電位器可使數(shù)字表頭的顯示值等于被測(cè)交流電壓的有效值。同直流電壓檔類似，出于對(duì)耐壓、安全方面的考慮，交流電壓最高檔的量限通

20、常限定為700(有效值)。圖2.9電阻測(cè)量原理5）、 電阻測(cè)量原理數(shù)字萬(wàn)用表中的電阻檔采用的是比例測(cè)量法，其原理電路見圖2.9。 由穩(wěn)壓管ZD提供測(cè)量基準(zhǔn)電壓，流過標(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： 即圖2.10電阻測(cè)量根據(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”，=0.5時(shí)顯示“500”，以此類推。所以，當(dāng)時(shí)，表頭將顯示“1000”，當(dāng)時(shí)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?duì)小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行定位，就能得到不同的電阻測(cè)量檔。如對(duì)2

21、00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。又如對(duì)2檔，取，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。其余各檔道理相同，同學(xué)們可自行推演。數(shù)字萬(wàn)用表多量程電阻檔電路見圖10。由上分析可知，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(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允許范圍。即只是處于軟擊穿狀態(tài)，不會(huì)損

22、壞，一旦解除誤操作，和都能恢復(fù)正常。6）、 電容測(cè)量原理電容測(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。2.2 數(shù)字萬(wàn)用表的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架圖如下圖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)位電路用來清零，進(jìn)行下一次的測(cè)量；震蕩電路用來消除一些外來干擾，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)，以便提醒用戶更改大量程；ADC使能控制則用來對(duì)輸入量進(jìn)行控制，允許輸入或者不允許。復(fù)位

23、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89s52圖2.11. 總體電路設(shè)計(jì)原理圖2.3硬件電路設(shè)計(jì)方案及選用芯片介紹2.3.1 設(shè)計(jì)方案用單片機(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,200mA和2A.實(shí)現(xiàn)四級(jí)量程的電阻測(cè)量，其量程范圍是2k ,20

24、k,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。2.3.2 芯片選擇及功能簡(jiǎn)介2.3.2.1 AT89S52芯片功能特性描述AT89S52引腳框圖：圖2.12 AT89S52芯片引腳圖AT89S52 主要性能：1、 與MCS-51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容2、8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器3、1000 次擦寫周期4、全靜態(tài)操作：0Hz33Hz 5、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器6、32 個(gè)可編程I/O 口線7、三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8、八個(gè)中斷源9、全雙工UART 串行通道10、低功耗空閑和掉電模式l 1、掉電后中斷可喚醒l2、 看門狗定時(shí)器13、雙數(shù)據(jù)指針l 4、掉電標(biāo)識(shí)符方框圖

25、：圖2.13 AT89S52內(nèi)部框圖2013屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 功能特性描述：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。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。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(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針

26、，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，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，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。VCC : 電源GND: 地P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向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“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(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

27、阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(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。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向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“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)。表2.1 P1口的第二功能P2 口：P2

28、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“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）。在訪問外部程序存儲(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(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)。P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙

29、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“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）。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)。表2.2 P3口的第二功能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?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出96 個(gè)晶振周期的高電平。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。ALE

30、/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問外部程序存儲(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。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(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)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(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)行模式下無效。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PS

31、EN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。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，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲(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。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。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。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。Flash 編程并行模式：AT89S52 帶有用作編程的片上Flash 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

32、常規(guī)的第三方Flash 或EPROM 編程器。AT89S52 程序存儲(chǔ)陣列采用字節(jié)式編程。編程方法：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)置?？刹捎孟铝胁襟E對(duì)AT89S52 編程：1在地址線上輸入編程單元地址信號(hào)2在數(shù)據(jù)線上輸入正確的數(shù)據(jù)3激活相應(yīng)的控制信號(hào)4把EA/Vpp 升至12V 5每給Flash 寫入一個(gè)字節(jié)或程序加密位時(shí)，都要給ALE/PROG 一次脈沖。字節(jié)寫周期時(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。Data Polling AT89S52 用Data Polling 作為一

33、個(gè)字節(jié)寫周期結(jié)束的標(biāo)志特征2、ADC0809介紹ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(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。（1）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖2.14 ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)上圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(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。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，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)。（2） 引腳結(jié)構(gòu) 圖2.15 ADC0809引

34、腳結(jié)構(gòu)圖IN0IN7：8條模擬量輸入通道 ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05V，若信號(hào)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。 地址輸入和控制線：4條 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(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。表2.3 地址輸入線的通道選擇CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN

35、4101IN5110IN6111IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條 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)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)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(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， VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。 ADC0809應(yīng)

36、用說明：（1） ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 （2） 初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4） 在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來判斷。 （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。 3、TEC6122簡(jiǎn)述（1）概述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(dòng)電路、8X8 bit移位寄存器電路、8X8 bit數(shù)據(jù)鎖存器

37、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,專供驅(qū)動(dòng)8位X8段共陰極LED數(shù)碼管（8X8LED點(diǎn)陣）。（2）特點(diǎn)工作電壓：+4V+6V位掃描驅(qū)動(dòng)電流80mA（VDD=+5V）段掃描驅(qū)動(dòng)電流10mA（VDD=+5V）可驅(qū)動(dòng)高彩色LED管可通過N個(gè)TEC6122級(jí)聯(lián)實(shí)行NX8位LED顯示管腳間距2.54mm ,標(biāo)準(zhǔn)24pin窄塑封雙列直插封裝（3）位掃描共陰極LED顯示原理位掃描共陰極LED顯示原理圖及位掃描波形如附圖。位掃描信號(hào)接S1，S2，S8順序依次出現(xiàn)，循環(huán)反復(fù)。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

38、顯示的段碼A，B，DP是由S1S8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。字形A B C D E F G DP16進(jìn)制代碼（無小數(shù)點(diǎn)）16進(jìn)制代碼（有小數(shù)點(diǎn)）011111100FCHFDH10110000060H61H211011010DAHDBH311110010F2HF3H40110011066H67H510110110B6HB7H610111110BEHBFH711100000E0HE1H811111110FEHFFH911110110F6HF7HA11101110EEH

39、EFHB001111103EH3FHC100111009CH9CHD011110107AH7BHE100111109EH9FHF100011108EH8FHP11001110CEHCFHH011011106EH6FH不顯示0000000000H01H表2.4 字符段碼表（4）邏輯簡(jiǎn)要說明圖2.16 TEC6122邏輯圖加電自清電路：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，開機(jī)自清后LED顯示“0”。振蕩電路，位掃描驅(qū)動(dòng)電路：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

40、，振蕩脈沖經(jīng)分頻組合成S1S8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）。S1S8是開路輸出，LED是這它的負(fù)載。S1S8輸出受OEN控制，OEN=1，允許輸出，OEN=0，S1S8輸出為高阻狀態(tài)（三態(tài)）。8X8bit串行移位寄存器：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)入的是第八位（十進(jìn)制千萬(wàn)

41、位），上述這種約定，是用戶編程時(shí)必須遵循的。段數(shù)據(jù)鎖存器，多路選擇器，段驅(qū)動(dòng)器：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，DP8，段碼顯示。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)）。5）引腳信號(hào)及功能說明：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。SCP：串行移位脈沖。移位脈沖個(gè)數(shù)由

42、微處理器（計(jì)算機(jī)）程序控制。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。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。同時(shí)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： 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(huì)亂閃爍。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，

43、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。多片級(jí)連使用時(shí)，CP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。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的二種使用方法同LCP。A，B，DP：段輸出信號(hào)，開路輸出，LED做負(fù)載。S1S8：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）。OSC：振蕩電路輸入端。微處理

44、器產(chǎn)生的移位脈沖與顯示掃描信號(hào)S1S8是異步工作的。微處理器的任務(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S1S8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S1S8頻率為1KHz2KHz。2.4數(shù)字萬(wàn)用表的硬件設(shè)計(jì)2.4.1分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實(shí)現(xiàn)方法2.4.1.1電源部分 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，而電池之類的電源又存在維護(hù)不方便和電壓電流衰

45、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，電壓衰減影響比較小，輸出穩(wěn)定，電路如下圖。圖2.17 電源電路在圖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 R=U/I=(9-5-2.5)V/6mA=200歐姆2.4.1.2輸入端圖2.18 萬(wàn)用表正表筆輸入端電路被測(cè)量的量的輸入端經(jīng)過表筆流經(jīng)保險(xiǎn)絲，這樣做是為了起到保護(hù)作用,防止過壓過流而燒壞元器件后面接2個(gè)二極管。2.4.1.3分流電阻圖2.19 分流電阻電路如上圖，使用有一定

46、規(guī)律的R8R12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(cè)量參考電壓經(jīng)過計(jì)算得到實(shí)際的電流值。2.4.1.4分壓電阻圖2.20 分壓電阻電路如上圖，使用有一定規(guī)律的R2R6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0500V的電壓一律衰減到200mV以下，通過測(cè)量參考電壓經(jīng)過計(jì)算得到實(shí)際的電壓值。2.4.1.5基準(zhǔn)電阻圖2.21 基準(zhǔn)電阻電路測(cè)量電阻與測(cè)量電流或者電壓一樣重要，俗稱“三用表”，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)量來具有非常準(zhǔn)確的精度，而且耗電很小，上圖示

47、中所配置的一組電阻就叫“基準(zhǔn)電阻”，就是通過切換各個(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)，就可以直接讀出被測(cè)電阻的阻值來了。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。2.4.1.6交直流處理電路圖2.22 交直流處理電路通過該電路達(dá)到控制交直流的目的，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。2.4.1.

48、7ADC部分圖2.23 ADC0809轉(zhuǎn)換電路由于ADC0809的參考電壓VREFVCC，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)2.4.1.8報(bào)警部分圖2.24 報(bào)警電路當(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。2.4.1.9單片機(jī)最小系統(tǒng)圖2.25 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路本次設(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.

49、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(shí)p1.0-p1.7 作為8255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。2.4.1.10顯示電路圖2.26顯示電路采用SPI總線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表面走線提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。2.4.1.11量程選擇控制電路圖2.27 物理量量程選擇電路通過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。2.4.1.12開關(guān)電路 圖2.28 開關(guān)電路如上圖，類似于常用的萬(wàn)用表開關(guān)

50、，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。2.4.2 數(shù)字萬(wàn)用表控制硬件整體結(jié)構(gòu)圖 電路原理圖（見附錄一）2.4.3 電路的工作過程描述此工作當(dāng)然是要求在正確的程序都寫入了各個(gè)芯片中才能完成工作，如上圖3.12所示，當(dāng)開關(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，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(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

51、顯示芯片顯示。顯示芯片根據(jù)顯示程序顯示內(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(dòng)8位數(shù)碼顯示的，所以上面圖中數(shù)碼管TYP2不接上也是滿足設(shè)計(jì)要求的，接上去只是滿足芯片的8位驅(qū)動(dòng)。 2013屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 第三章 系統(tǒng)軟件與流程圖在系統(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。3.1 電路功能模塊由總體設(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

52、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的驅(qū)動(dòng)程序。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89s52圖3.1 功能模塊設(shè)計(jì)框圖3.2系統(tǒng)總流程圖開始系統(tǒng)初始化LED初始化P3.1=1？使能A/D轉(zhuǎn)換單片機(jī)接收數(shù)據(jù)P3.2=1？轉(zhuǎn)換結(jié)果送LED顯示超限否？結(jié)束報(bào)警YNYNYN圖3.2系統(tǒng)總流程圖3.3物理量采集處理流程：圖3.3物理量采集處理流程3.4電壓測(cè)量過程流程圖：圖3.4電壓測(cè)量流程圖3.5電流的測(cè)量過程流程圖：圖3.5電流測(cè)量流程圖3

53、.6電阻的測(cè)量過程流程圖：圖3.6電阻測(cè)量流程圖3.7電容測(cè)量過程流程圖：圖3.7電容測(cè)量流程圖 2013屆湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 結(jié) 論數(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載能力較差.(不過現(xiàn)在有些已能自動(dòng)換檔.自動(dòng)保護(hù)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

54、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。設(shè)計(jì)結(jié)果綜述：（1）、數(shù)字萬(wàn)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。（2）、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。（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，ADC0809的參考電壓VREFVCC，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