基于.-單片機(jī)的數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...畢業(yè)論文〔設(shè)計(jì)〕題目基于單片機(jī)的數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名王婭學(xué)號1210064085所在學(xué)院物理與電信工程學(xué)院專業(yè)班級電信1203班指導(dǎo)教師黃朝軍完成地點(diǎn)物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室2016年6月5日陜西理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書院(系)物理與電信工程學(xué)院專業(yè)班級電子信息科學(xué)與技術(shù)(電信1203)學(xué)生姓名王婭一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的數(shù)字萬用表設(shè)計(jì)二、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作自2015年11月9日起至2016年5月18日止三、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展地點(diǎn):四、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成內(nèi)容及相關(guān)要求：數(shù)字萬用表是用數(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一且精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)字萬用表，精度高、抗干擾能力強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便。本次研究是對不同量程的各種測量內(nèi)容的轉(zhuǎn)換，各局部電路組合成一個(gè)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)，要保證其可行性從而保證設(shè)計(jì)的正確性。利用A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將連續(xù)的模擬信號、模擬量轉(zhuǎn)換成離散的、不連續(xù)的數(shù)字量，通過程序利用相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系顯示出簡單易懂的數(shù)字量，從而完成數(shù)字萬用表的功能。五、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)收集資料及參考文獻(xiàn)：1、應(yīng)收集與課題相關(guān)文獻(xiàn)至少12篇〔其中包括一篇英文文獻(xiàn)〕，文獻(xiàn)的發(fā)表年限應(yīng)為2010年至2016年；2、除了文獻(xiàn)之外，所參考的書目不能超過3篇；3、所有的參考資料要留存電子版，在交論文時(shí)一并打包交予指導(dǎo)教師。六、畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度安排：1、必須查閱大量資料〔包括一定數(shù)量的外文資料〕，了解課題的研究背景、意義，熟悉設(shè)計(jì)中要用到的相關(guān)電路知識；完成開題報(bào)告；并完成一篇外文文獻(xiàn)的全文翻譯工作；〔1月10日－3月18日〕2、進(jìn)展系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)；〔3月19日－4月10日〕3、熟悉設(shè)計(jì)軟件，并提交中期報(bào)告；〔4月10日－4月20日〕4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；準(zhǔn)備作品的驗(yàn)收；完成論文第一稿；〔4月21日－5月10日〕5、根據(jù)要求對對論文及作品進(jìn)展完善，完成論文第二稿；〔5月11日－5月20日〕6、制作辯論P(yáng)PT，準(zhǔn)備辯論材料，準(zhǔn)備辯論，并完成后續(xù)工作；〔5月21日－6月10日〕7、必須定期與指導(dǎo)教師見面，匯報(bào)進(jìn)展情況，按時(shí)完成論文的撰寫工作。指導(dǎo)教師簽名黃朝軍專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)簽名熊曉軍批準(zhǔn)日期2016-01-11基于單片機(jī)的數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)王婭〔陜西理工學(xué)院物電學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)電信1203班，陜西漢中723000〕指導(dǎo)教師：黃朝軍[摘要]以STC89C52單片機(jī)作為主控制芯片，結(jié)合電壓檢測電路、電流檢測電路、電阻檢測電路、數(shù)碼管驅(qū)動電路、復(fù)位電路、震蕩電路、52單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示局部、A/D轉(zhuǎn)換和控制局部電路以及ADC0832數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片和數(shù)碼顯示裝置，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的萬用表能夠測量電壓值、電流值以及電阻值，并且以四位數(shù)碼顯示。數(shù)字萬用表在電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域方面具有一定的實(shí)用價(jià)值。[關(guān)鍵詞]單片機(jī)；數(shù)字萬用表；設(shè)計(jì)ThedesignofthedigitalmultimeterbasedonsinglechipmicrocomputerWangYa〔Grade12,Class3,MajorElectronicInformationScienceandTechnology,SchoolofPhysicsandTelecommunicationEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong,723000Shaanxi〕Tutor:HuangChaojunAbstract:STC89C52microcontrollerasthemaincontrolchip,combinedwithavoltagedetectioncircuit,currentdetectioncircuit,aresistancedetectioncircuit,digitaltubedrivingcircuit,resetcircuit,anoscillationcircuit,a52MCUminimumsystem,display,A/DconversionandcontrolcircuitpartandtheADC0832dataconversionchipanddigitaldisplaydevice,torealizethedigitalmeterdesign.Thedesignofthemultimeterisabletomeasurementvoltage,currentandresistance,andusingafourdigitaldisplay.Thedigitalmultimeterhascertainpracticalvalueintheelectronicandelectricalmeasurement,industrialautomationinstrument,automatictestsystemandintelligentofmeasurementfield.Keywords:Microcontroller,STC89C52,Design.目錄1引言11.1設(shè)計(jì)目的和意義11.2研究現(xiàn)狀及開展趨勢21.3主要研究內(nèi)容22設(shè)計(jì)方案22.1根本原理22.2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架圖72.3硬件電路設(shè)計(jì)方案及芯片72.3.1設(shè)計(jì)方案72.3.2芯片選擇73硬件設(shè)計(jì)113.1電路模塊113.2硬件電路144軟件仿真154.1軟件介紹154.2流程圖154.3仿真圖164.4仿真結(jié)果174.4.1電壓檔仿真結(jié)果174.4.2電流檔仿真結(jié)果174.4.3電阻檔位仿真結(jié)果185結(jié)語18致謝19參考文獻(xiàn)20附錄A21附錄B22附錄C23附件D241引言1.1設(shè)計(jì)目的和意義數(shù)字萬用表亦稱數(shù)字多用表，簡稱DMM〔DigtialMultimeter〕。它是采用數(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)的指針萬用表功能單精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片機(jī)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，已經(jīng)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，顯示出強(qiáng)大的生命力。與傳統(tǒng)儀表相比數(shù)字萬用表具有具有以優(yōu)點(diǎn)：〔1〕顯示清晰直觀，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確為了提高觀察清晰度，新型的手持式數(shù)字萬用表〔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)?！?〕顯示位數(shù)數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)通常為3位半到8位半?！?〕準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。他表示測量結(jié)果與真值的一致程度，也反映了測量誤差的大小，準(zhǔn)確度越高，測量誤差越小。數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于指針萬用表。〔4〕分辨力高數(shù)字萬用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上下。分辨力隨著顯示位數(shù)的增加而提高?！?〕測試功能強(qiáng)數(shù)字萬用表不僅可以測量直流電壓〔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)字萬用表太多增加了下述測試功能：讀數(shù)保持〔HOLD〕、邏輯測試〔LOGIC〕測試等等?！?〕測量范圍寬數(shù)字萬用表可滿足常規(guī)電子測量需要。智能數(shù)字萬用表的測量范圍范圍更寬?！?〕測量速率快數(shù)字萬用表在每秒鐘內(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)換器上的速率。一般數(shù)字萬用表的測量速率為2~5次/秒。有的能到達(dá)20次/秒以上，另有的一些比這個(gè)還要高的多。數(shù)字萬用表可以滿足不同用戶對測量速率的需要?！?〕輸入阻抗高數(shù)字萬用表電壓檔具有很高的輸入阻抗，通常為10~10000MΩ，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?！?〕集成高，微功耗新型數(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)功耗很小，3位半，4位半手持式數(shù)字萬用表的整機(jī)功耗僅僅幾十毫瓦，可用9V疊層電池供電?！?0〕保護(hù)功能完善，抗干擾能力強(qiáng)數(shù)字萬用表具有比擬完善的保護(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。正是基于以上優(yōu)點(diǎn)本設(shè)計(jì)就是基于這個(gè)根基設(shè)計(jì)一個(gè)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)。并且能夠深入說明萬用表的測量原理。能直觀的了解萬用表各個(gè)局部的構(gòu)造和測試原理。數(shù)字萬用表是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表、和測量領(lǐng)域領(lǐng)域大量使用的一種根本測量，已被廣泛利用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測試領(lǐng)域，展示出其強(qiáng)大的生命力。隨著時(shí)代科技的進(jìn)步，數(shù)字萬用表的功能越來越強(qiáng)大，把電量和非電量的測量技術(shù)提高到嶄新的水平。其主要特點(diǎn)是顯示直觀、讀數(shù)準(zhǔn)確、精度高、分辨率強(qiáng)、功能完善、性能穩(wěn)定、過載能力強(qiáng)、耗電省、體積小、便于攜帶。1.2研究現(xiàn)狀及開展趨勢近年來我國對智能儀器的研究到了一個(gè)新的層次，無論是在生產(chǎn)還是科研方面都取得了很大的成就[1-3]。隨著微電子技術(shù)的高速開展，單片機(jī)的功能集成化，智能儀器也開展到一個(gè)新的階段。隨著單片機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字萬用表得到迅速開展，無論是便攜式萬用表，還是臺式萬用表在精度、功能和性能上都有較大的提高。進(jìn)入21世紀(jì)以來\t"://xueshu.baidu/_blank"基于DSP的高精度數(shù)字萬用表研究、\t"://xueshu.baidu/_blank"PXI高精度數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及出現(xiàn)了一些新的特點(diǎn)及新的技術(shù)[4-5]。研究現(xiàn)狀也出現(xiàn)了一些新的瓶頸和難點(diǎn)，比方財(cái)力人力的大量浪費(fèi)、新技術(shù)開發(fā)難度大和研發(fā)瓶頸等。電子領(lǐng)域以后的開展勢必是更加系統(tǒng)的集成化以及大量核心技術(shù)的運(yùn)用，比方像萬用表一類的產(chǎn)品將會出現(xiàn)功能更加強(qiáng)大，構(gòu)造更加簡單，更易攜帶和性能更加穩(wěn)定等特點(diǎn)。由于電子設(shè)備的速度越來越快，容量越來越大，本錢越來越低，全球電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)朝著人工智能、無線互聯(lián)、集成化、娛樂化的方向開展。人工智能徜徉在國際消費(fèi)電子展，隨處可見人工智能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的各種應(yīng)用。1.3主要研究內(nèi)容本次研究探討了數(shù)字萬用表的目的和意義，以STC89C52單片機(jī)作為主控制芯片，結(jié)合電壓檢測電路、電流檢測電路、電阻檢測電路、數(shù)碼管驅(qū)動電路、復(fù)位電路、震蕩電路、52單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示局部、A/D轉(zhuǎn)換和控制局部電路以及ADC0832數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片和數(shù)碼顯示裝置，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)[6-7]。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的轉(zhuǎn)換，還有就是各局部電路組合成一個(gè)完整的數(shù)字萬用表，所設(shè)計(jì)的萬用表能夠測量電壓值、電流值以及電阻值，并且以四位數(shù)碼顯示。而難點(diǎn)解決的問題就是程序的設(shè)計(jì)，要保證其可行性從而保證設(shè)計(jì)的正確性[7-8]。利用A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將連續(xù)的模擬信號、模擬量轉(zhuǎn)換成離散的、不連續(xù)的數(shù)字量，通過程序利用相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系顯示出簡單易懂的數(shù)字量，從而完成數(shù)字萬用表的功能。2設(shè)計(jì)方案2.1根本原理數(shù)字萬用表的最根本功能是能夠測量電壓，電流以及電阻，其原理框圖如圖2.1所示：圖2.1數(shù)字萬用表的各局部組成各模塊功能如下：〔1〕模數(shù)〔A/D〕轉(zhuǎn)換與數(shù)字顯示常見的物理量都是幅值〔大小〕變化的模擬量〔模擬信號〕。指針式的儀表可以直接對模擬信號〔電壓、電流〕進(jìn)展顯示。而對于數(shù)字式儀表，需要把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號〔通常是電壓信號〕，再進(jìn)展顯示和處理〔如存儲、傳輸、打印、運(yùn)算等〕。數(shù)字信號與模擬信號不通，其幅值〔大小〕是不連續(xù)的。這種情況被稱為“量化的〞。假設(shè)最小量化單位〔量化臺階〕是Δ，則數(shù)字信號的大小一定是Δ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)碼管或液晶屏顯示出來。例如，設(shè)Δ=0.1mV，我們把被測量電壓U與Δ比擬，看U是Δ的多少倍，并把結(jié)果進(jìn)展四舍五入取整數(shù)N〔二進(jìn)制〕。一般情況下，N≥1000即可滿足測量精度要求〔量化誤差≤1/1000=0.1%〕。最為常見。最常見的數(shù)字表頭的最大數(shù)為1999，被稱為三位半數(shù)字表。對于上述情況，我們我們把小數(shù)點(diǎn)定在最末尾之前，顯示出來的就是以mV為單位的被測電壓大小。如：U是Δ〔0.1mV〕的1234倍，即N=1234，顯示結(jié)果為123.4〔mV〕。這樣的數(shù)字表頭，再加上電壓極性判別顯示電路，就可以顯示-199.9~+199.9mV的電壓，顯示精度為0.1mV。由此可見，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[9]。A/D轉(zhuǎn)換一般又可以分為量化和編碼兩個(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分壓電路〔分壓器〕，可擴(kuò)展直流電電壓測量的量程。如圖2.2所示。U0為電壓表頭的量程〔如200mV〕，r為其內(nèi)阻〔如10MΩ〕，r1、r2為分壓電阻，U10為擴(kuò)展后的量程。由于r>>r1,所以分壓比方式2.1所示：〔2.1〕擴(kuò)展后的量程如式2.1所示：〔2.2〕圖2.2分壓電路原理圖2.3多量程分壓器原理多量程分壓器原理電路圖見圖2.3所示，5檔量程的分壓比分別是1、0.1、0.01、0.001和0.0001，對應(yīng)的量程分別為2000V、200V、20V、2V和200mV。采用圖2.3的分壓電路雖然可以拓展電壓表的量程，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路為圖2.4所示，它能在不降低輸入阻抗的情況下，到達(dá)同樣的分壓效果。圖2.4直流分壓電路例如：其中200V檔的分壓比為，如式2.3計(jì)算：〔2.3〕其余各檔的分壓比可以同樣算出。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)各擋的分壓和總電阻來確定分壓電阻的。如先確定R總：〔2.4〕再計(jì)算2000V檔的電阻，即為：〔2.5〕再逐檔計(jì)算出R4,R5,R2,R1。盡管上述最高量程檔是2000V，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1000V。換量程時(shí)，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，使用者可方便地直接讀出測量結(jié)果?！?〕多量程數(shù)字電流表原理測量電流的原理是：根據(jù)歐姆定律，用適宜的取樣電阻把待測電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，再進(jìn)展測量，如圖2.5所示。圖2.5電流測原理圖2.6多量程分流器電路由于r>>R，取樣電阻R上的電壓降為：〔2.6〕即被測電流為：〔2.7〕假設(shè)數(shù)字表頭的電壓量程為U0，欲使電流檔量程為I0，則該檔的取樣電阻〔也稱為分流電阻〕為：〔2.8〕如U0=200mV，則I0=200mA檔的分流電阻為R=1Ω。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)際應(yīng)用中有一個(gè)缺點(diǎn)，就是當(dāng)換擋開關(guān)接觸不良時(shí)，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2.7所示。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R5〔2.9〕再計(jì)算下一檔的R4：〔2.10〕因此可以依次計(jì)算出R3，R2，R1。圖中BX是2A保險(xiǎn)絲管，電流過大時(shí)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，他們起雙向限幅過壓保護(hù)作用。正常測量時(shí)，輸入電壓小于硅二極管的正向?qū)▔航?，二極管截止，對測量是毫無影響的。一旦輸入電壓大于0.7V，二極管立即導(dǎo)通，兩端電壓被限制住〔小于0.7V〕，保護(hù)儀表不被損壞。圖2.7實(shí)用分流器電路圖2.8AC-DC交換器原理簡圖〔4〕交流電壓電流測量處理數(shù)字萬用表中交流電壓，交流電流測量電路是在直流電壓、直流電流測量的根基之上，在分壓器或者分流器后參加了一級交流—直流〔AC—DC〕變換器，圖2.8為其原理簡圖。該AC—DC變換器的主要組成局部有：集成運(yùn)算放大器、RC濾波器以及整流二極管等組成。它還包括了一個(gè)電位器，這個(gè)電位器的功能是能夠很好地調(diào)節(jié)輸出電壓的上下，它可以用來對交流電壓檔進(jìn)展校準(zhǔn)。調(diào)接該電位器可以使數(shù)字表頭的顯示值等于被測交流電壓的有效值。與直流電壓檔原理相似，考慮到耐壓和安全方面，我們通常把交流電壓最高檔的限量限定為其有效值，即為700V。〔5〕電阻測量原理在萬用表中，電阻的測量方法是采用比例測量法，它的原理電路圖為圖2.9。圖2.9電阻測量測量的基準(zhǔn)電壓是由穩(wěn)壓管ZD提供的，而流過標(biāo)準(zhǔn)電阻R0和被測電阻Rx的電流是根本相等的〔數(shù)字表頭的輸入阻抗很高，其取用的電流根本上可以忽略不計(jì)〕。所以A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓URFE和輸入電壓UIN有如下關(guān)系：〔2.11〕即有：〔2.12〕根據(jù)所用的A/D轉(zhuǎn)換器的特性可知，數(shù)字顯示的是UIN和URFE的比值，當(dāng)UIN與URFE相等的時(shí)候，則顯示的數(shù)是“1000〞。當(dāng)URFE=2UIN時(shí)，顯示的數(shù)是“500〞，由此類推。所以，當(dāng)Rx與R0相等時(shí)表頭顯示的數(shù)是“1000〞。當(dāng)R0=2Rx時(shí)，表頭顯示的數(shù)是“500〞。把此稱作是比例讀數(shù)特性。因此，只要我們選取不同的標(biāo)準(zhǔn)測量電阻并且對小數(shù)點(diǎn)進(jìn)展適當(dāng)?shù)亩ㄎ?，便可以得到不同的電阻測量檔。如對于200Ω檔位時(shí)，假設(shè)取R01=100Ω時(shí)，小數(shù)點(diǎn)就定在十位上。如果當(dāng)RX=100Ω時(shí)，這時(shí)表頭就會顯示出100.0Ω。當(dāng)RX變化時(shí)，顯示值就會作出相應(yīng)的變化，那么就可以從0.1Ω測到199.9Ω。有如對2KΩ檔，取R02=1KΩ，小數(shù)點(diǎn)就定到了千位上。當(dāng)RX變化時(shí)，顯示值就發(fā)生相應(yīng)的變化，可以從0.001KΩ測到1.999KΩ。其余各檔的情況可以以此類推。在實(shí)際應(yīng)用中電阻測量運(yùn)用的也是分壓分流原理，根據(jù)相應(yīng)的原理進(jìn)展分析便可以得到不同量程的電阻測量檔位，由于和前面的分壓原理相似所以在此不做相應(yīng)的介紹。2.2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架圖如圖2.11所示，本萬用表由以下幾個(gè)局部功能組成：電流測量電路、電壓測量電路、電流測量電路、復(fù)位電路、震蕩電路、A/D轉(zhuǎn)換、被測量顯示以及輸入(ADC)。復(fù)位電路用來清零，進(jìn)展下一次的測量；振蕩電路用來消除一些外來干擾，使電路工作更加穩(wěn)定；ADC輸入將是將輸入量進(jìn)展A\D轉(zhuǎn)換；測量顯示就是顯示測量的數(shù)值。圖2.11數(shù)字萬用表硬件電路組成2.3硬件電路設(shè)計(jì)方案及芯片2.3.1設(shè)計(jì)方案用單片機(jī)STC89S52與ADC0832設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字萬用表，運(yùn)用電阻的分壓分流，形成電壓測試電路、電流測試電路和電阻測試電路，并且運(yùn)用四位數(shù)碼顯示。為了設(shè)計(jì)簡單和硬件的易于實(shí)現(xiàn)以及可操作性，利于滑動變阻器做分壓分流，但是這樣做的后果就是使萬用表的量程變小。那么實(shí)現(xiàn)電壓測量的測量范圍是0~20V，實(shí)現(xiàn)電流測量的范圍是0~200mA，實(shí)現(xiàn)電阻測量的范圍是0~1K。在實(shí)際生產(chǎn)工作中這樣的量程顯然是不能滿足我們的實(shí)際需要的，但是在畢業(yè)設(shè)計(jì)中為了表達(dá)原理和實(shí)際操作的可實(shí)現(xiàn)性使用本方法。2.3.2芯片選擇主控芯片的選擇及方案比照方案1：選用專用電壓轉(zhuǎn)換芯片INC7107實(shí)現(xiàn)電壓的測量和現(xiàn)實(shí)。缺點(diǎn)是精度比擬低，且內(nèi)部電壓轉(zhuǎn)換和控制局部不可控制。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉。方案2：選用單片機(jī)AT89S52和A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換和控制，用液晶顯示出最后的轉(zhuǎn)換電壓結(jié)果。缺點(diǎn)是價(jià)格稍貴。優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，且轉(zhuǎn)換的過程和控制、顯示局部可以控制?；谡n程設(shè)計(jì)的要求，優(yōu)先選用了：方案2。顯示部件的選擇及方案比照方案1：選用4個(gè)單體的共陽數(shù)碼管，將a—h全部連接起來，然后接到單片機(jī)口的I/O上進(jìn)展控制。缺點(diǎn)是焊接時(shí)比擬麻煩，容易出錯(cuò)。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比擬廉價(jià)。方案2：選用譯碼芯片74LS47和74LS138配合一個(gè)四聯(lián)的共陽數(shù)碼管顯示。缺點(diǎn)是價(jià)格較貴，焊接麻煩，單片機(jī)控制時(shí)比擬麻煩。優(yōu)點(diǎn)是有效的節(jié)約了單片機(jī)的I/O口資源，適用于單片機(jī)I/O口不夠用的情況下。方案3：方案三：采用LCD液晶顯示器顯示。而LCD液晶顯示則耗能少，能夠顯示萬用表、電壓、電流、電阻等漢字，在顯示方面更加靈活，而且改變顯示時(shí)只要改變軟件設(shè)計(jì)就可以，不用改變硬件電路的設(shè)計(jì)，易于電路的功能擴(kuò)展。電路的軟件設(shè)計(jì)也很簡單。另外，這種設(shè)計(jì)硬件更加簡潔。采用LCD液晶顯示方案的缺點(diǎn)是在顯示位數(shù)比擬少時(shí)，價(jià)格略顯昂貴?；诂F(xiàn)有的元器件和設(shè)計(jì)應(yīng)用的可操作性，以及以上方案的要求，優(yōu)先選用了：方案1。1.STC89C52單片機(jī)介紹和概述STC89C52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STC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)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52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。圖2.12STC89S52STC89C52單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘、機(jī)器周期為1T的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，而且速度快8~12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D，應(yīng)用于電機(jī)控制，抗干擾能力強(qiáng)的場合。STC89C52的主要特點(diǎn)：〔1〕機(jī)器周期為1T，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)；〔2〕STC89C52系列的工作電壓：5V；〔3〕工作頻率范圍：0~35MHz；〔4〕片上集成1280字節(jié)RAM，用戶應(yīng)用程序空間60K字節(jié)；〔5〕無需專用編程器或?qū)Ｓ梅抡嫫?，可通過串口〔P3.0和P3.1〕直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成；〔6〕有EEPROM功能用于存儲；〔7〕看門狗；〔8〕四個(gè)16位定時(shí)器；〔9〕7路外部中斷，下降沿或低電平觸發(fā)中斷，并新增支持上升沿中斷的PCA模塊，PowerDown模式可由外部中斷喚醒，INT0〔P3.2〕，INT1〔P3.3〕，T0〔P3.4〕，T1〔P3.5〕，；〔10〕工作溫度范圍：-40~+85℃(工業(yè)級)，0~75℃(商業(yè)級)；〔11〕8路10位精度的A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬次)。STC89C52管腳圖如圖2.13所示。圖2.13STC89S52管腳構(gòu)造VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。當(dāng)作為輸出用時(shí)，每位能驅(qū)動8個(gè)TTL邏輯電平。向P0口寫入命令“1〞時(shí)，引腳呈現(xiàn)高阻狀態(tài)輸入。當(dāng)需要訪問數(shù)據(jù)存儲器和外部程序時(shí)，P0口也可以復(fù)用為低8位的地址/數(shù)據(jù)線。當(dāng)處于該種模式下時(shí)，P0口具有內(nèi)上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)8位雙向I/O口且其具有內(nèi)上拉電阻，該口能同時(shí)驅(qū)動4個(gè)TTL邏輯電平。對P1口寫入命令“1〞時(shí)，內(nèi)上拉電阻將端口拉高，即可作為輸入端口來使用。當(dāng)其為輸入口時(shí)，外部被拉低的引腳由于內(nèi)阻的原因，將會輸出一定的電流。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1〞時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1〞時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1〞后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流〔ILL〕這是由于上拉的緣故。P3口作為STC89C52的一些特殊功能口，如表2.1所示：表2.1STC89C52單片機(jī)一些特殊功能引腳號 備選功能P3.0RXD〔串行輸入口〕P3.1TXD〔串行輸出口〕P3.2/INT0〔外部中斷0〕P3.3/INT1〔外部中斷1〕P3.4T0 〔記時(shí)器0外部輸入〕P3.5T1〔記時(shí)器1外部輸入〕P3.6/WR〔外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通〕P3.7/RD〔外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通〕2.ADC0832A/D轉(zhuǎn)換模塊的介紹ADC0832是\t"://baike.baidu/_blank"美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8\t"://baike.baidu/_blank"位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡送，其目前已經(jīng)有很高的普及率。學(xué)習(xí)并使用ADC0832可使我們了解\t"://baike.baidu/_blank"A/D轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機(jī)技術(shù)水平的提高。ADC0832的主要特點(diǎn)是：〔1〕輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；〔2〕5V電源供電時(shí)輸入電壓在0~5V之間；〔3〕工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS；〔4〕一般功耗僅為15mW；〔5〕8P、14P—DIP〔雙列直插〕、PICC多種封裝；〔6〕商用級芯片溫寬為0°C~+70°C，工業(yè)級芯片溫寬為?40°C~+85°C；ADC0832A/D轉(zhuǎn)換模塊的管腳圖如圖2.14所示。其各個(gè)管腳的功能如下：2.14ADC0832A/D轉(zhuǎn)換管腳圖CS_：片選使能，低電平芯片使能。CH0：模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用。CH1：模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用。GND：芯片參考0電位〔地〕。DI：數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。DO：數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換\t"://baike.baidu/_blank"數(shù)據(jù)輸出。CLK：芯片時(shí)鐘輸入。Vcc/REF：電源輸入及參考電壓輸入〔復(fù)用〕。ADC0832為8\t"://baike.baidu/_blank"位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為\t"://baike.baidu/_blank"數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。3硬件設(shè)計(jì)3.1電路模塊1.單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)電路實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的處理和輸出顯示的控制，主控電路由STC89C52單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路三局部組成，各局部作用如下所述，由其三局部構(gòu)成的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖2.15所示[10]。圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)2.電源局部由于高壓分流電會對弱電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了本次設(shè)計(jì)簡單實(shí)用性，以及可操作性采用電池盒構(gòu)成電池組進(jìn)展供電，所以本次設(shè)計(jì)采用外部電池組供電，這樣做的目的就是為了方便簡單，但是采用電池吃電源存在維護(hù)的不方便和電壓電流衰減等缺點(diǎn)。當(dāng)然也可以采用外部穩(wěn)壓電源，這樣做使得輸出穩(wěn)定，電壓電流衰減對其影響較小，但是在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候以及硬件設(shè)計(jì)時(shí)增加電路復(fù)雜性。綜上所述，采用電池組供電。在用到電池組供電時(shí)用到鏈接電院和電腦的連接線，在連接線上使用DC電源插口。DC電源插口的原理圖如圖2.16所示。電源插口的外接電路如圖2.17所示，其中CON2為電源插針，其中S1為一個(gè)開關(guān)。圖3.2DC電源插口的原理圖圖3.3電源插口的外接電路3.輸入端為了設(shè)計(jì)簡單，沒有設(shè)計(jì)保護(hù)裝置所以輸入端直接為紅黑表筆，如圖2.18所示。在使用中黑表筆為接地端，根據(jù)不同的測量要求〔電壓、電流、電阻〕選擇不同的檔位進(jìn)展測量。圖3.4萬用表輸入端4.電壓測量電路由前面的萬用表的原理可知，利用電阻的分壓原理便可以得到不同測量量程。但是我們設(shè)計(jì)的電壓測量范圍是0~20V，對量程要求小所以其原理圖如圖2.19所示。在實(shí)際我們可以采用滑動變阻器來保護(hù)電路，通過改變劃片位置來實(shí)現(xiàn)分壓，這樣做的目的就是為了是電路設(shè)計(jì)簡單的同時(shí)起到保護(hù)作用。圖3.5電壓測量電路5.電流測量電路利用前面的萬用表原理，電阻的分流作用就可以得到不同量程的電流測量范圍。本次設(shè)計(jì)的測量范圍是0~200mA，所以直接串聯(lián)電阻如圖2.20所示。在實(shí)際設(shè)計(jì)仿真中往往參加滑動變阻器，滑動變阻器在電路中的作用就是調(diào)節(jié)和保護(hù)作用。圖3.6電流測量電路6.電阻測量電路電阻測量電路如圖2.21所示。利用電阻的分壓和分流作用可以設(shè)計(jì)出不同的測量量程，由于本次設(shè)計(jì)要求電阻測量范圍是0~1K，所以直接在測量輸入端串聯(lián)電阻，這個(gè)電阻起到保護(hù)電路和分壓作用。在通常設(shè)計(jì)仿真時(shí)在輸入端串聯(lián)一個(gè)滑動變阻器，其作用和電壓測量電路以及電流測量電路的作用一樣。圖3.7電阻測量電路7.顯示電路模塊如圖3.8所示，本次設(shè)計(jì)采用4位數(shù)碼管顯示。8.數(shù)碼管驅(qū)動電路本次設(shè)計(jì)顯示模塊沒用采用液晶顯示，而是采用了簡單數(shù)碼顯示。數(shù)碼顯示的驅(qū)動電路是由四個(gè)三極管和電阻串聯(lián)而成的，電路設(shè)計(jì)如圖2.23所示。圖3.8數(shù)碼管顯示模塊圖3.9數(shù)碼管驅(qū)動電路9.ADC0832A/D轉(zhuǎn)換模塊本次設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換模塊采用的是ADC0832，其電路設(shè)計(jì)如圖3.10所示。圖3.10ADC0832電路圖10.震蕩電路晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器〔注意是放大器不是反相器〕的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。本次設(shè)計(jì)的震蕩電路如圖3.11所示。圖3.11震蕩電路11.復(fù)位電路單片機(jī)需要正常工作，以及系統(tǒng)中的硬件電路可以可靠的工作，復(fù)位模塊電路是必須的組成局部，復(fù)位電路最重要的是上電復(fù)位。由于微機(jī)電路的構(gòu)成均是時(shí)序電路且是數(shù)字電路，它需要一致的時(shí)鐘脈沖，因此在電源剛上電時(shí)，只有當(dāng)VCC到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)以及在晶振穩(wěn)工作在穩(wěn)定狀態(tài)之后，復(fù)位信號才被撤除，單片機(jī)的各局部電路開場正常工作。其次，復(fù)位電路還需要在單片機(jī)出現(xiàn)異?；蛘咝枰謩又刂脝纹瑱C(jī)程序時(shí)，可以通過按鍵等進(jìn)展強(qiáng)行復(fù)位單片機(jī)的電路，并且復(fù)位的優(yōu)先級會是最高的。本次設(shè)計(jì)的復(fù)位電路如圖3.12所示。圖3.12復(fù)位電路3.2硬件電路數(shù)字萬用表整體硬件構(gòu)造圖。圖3.13硬件構(gòu)造圖4軟件仿真4.1軟件介紹Proteus軟件是英國LabCenterElectronics公司出版的\t"://baike.baidu/view/_blank"EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前比擬好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(\t"://baike.baidu/view/_blank"仿真軟件)，從\t"://baike.baidu/view/_blank"原理圖布圖、代碼調(diào)試到\t"://baike.baidu/view/_blank"單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將\t"://baike.baidu/view/_blank"電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種\t"://baike.baidu/view/_blank"編譯器[11]。4.2流程圖圖4.1軟件仿真流程圖4.3仿真圖圖4.2仿真圖4.4仿真結(jié)果4.4.1電壓檔仿真結(jié)果在仿真時(shí)當(dāng)將電壓檔開關(guān)翻開，仿真結(jié)果如圖3.1所示。改變滑動變阻器相當(dāng)于改變紅黑表筆接的不同回路進(jìn)展電壓測量〔可以在重新測量之前按下復(fù)位鍵進(jìn)展復(fù)位后在進(jìn)展測量〕。通過R2,R3進(jìn)展分壓，設(shè)測得的電壓U，則實(shí)際電壓U1=(U/R3)*R2;注：所測電壓大于20V講燒壞AD轉(zhuǎn)換器。圖4.3電壓檔仿真仿真結(jié)果4.4.2電流檔仿真結(jié)果在進(jìn)展電流測量時(shí)首先進(jìn)展電流檔復(fù)位待顯示清零后在進(jìn)展電流檔仿真，改變滑動變阻器相當(dāng)于改變紅黑表筆接的不同回路進(jìn)展電流測量。如圖4.4所示，在測量中假設(shè)設(shè)測得的電壓為U:則電路中的電流為I=〔U/5〕*1000(MA)；注：電流過大則會燒壞電阻R4;圖4.4電流檔仿真結(jié)果4.4.3電阻檔位仿真結(jié)果在進(jìn)展電阻檔位仿真時(shí)首先進(jìn)展復(fù)位鍵進(jìn)展復(fù)位，待顯示清零以后再進(jìn)展測量仿真，在仿真過程中改變滑動變阻器的位置相當(dāng)于改變了紅黑表筆所接的不同阻值的電阻。如圖4.5所示，設(shè)測的電壓為U,則電路中電流I=(5-U)/100所測電阻R=U/I=U/((5-U)/100)，注：電阻過大，則會造成測量不準(zhǔn)確。圖4.5電阻檔位仿真結(jié)果5結(jié)語通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我對測量原理有了更深的認(rèn)識，從理論和實(shí)踐上都得到了很大的提高，所以這次任務(wù)的完成使我學(xué)到了很多東西。首先豐富了自己的知識面，學(xué)到了以前沒有學(xué)通的東西，具體了解了怎樣去完成一個(gè)電路設(shè)計(jì)：從模塊功能圖、電路圖、焊接電路板、檢查電路板、調(diào)試分析到最后數(shù)據(jù)的測量一整套東西。幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要完畢了，回想整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程，覺得受益匪淺。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對萬用表的設(shè)計(jì)有了更進(jìn)一步的了解，也加深了對大學(xué)四年中所學(xué)的根基知識的理解。畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的有效方法。在具體設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到方方面面的問題，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)不但加深了對書本知識的理解，同時(shí)還學(xué)到了書本上學(xué)不到的知識，那就是實(shí)際設(shè)計(jì)中所獲得的經(jīng)歷。理論與實(shí)際總是存在差距，在理論上準(zhǔn)確無誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮，系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會了從實(shí)際出發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，而不僅僅考慮理論上的可行性。致謝本論文是在黃朝軍教師的親切關(guān)心和悉心指導(dǎo)下完成的，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和鼓勵(lì)著我。黃教師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)心，在此謹(jǐn)向王教師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能抑制一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開場進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請承受我誠摯的謝意!最后，再次對關(guān)心、幫助我的教師和同學(xué)表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)[1]秦輝,韓冰,馬術(shù)才,劉鈺,馬艷麗.智能數(shù)字萬用表研制[J],實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2010,27(7):64-67.[2]徐見煒.基于C8051F340的智能萬用表[J],電氣與自動化,2012,41(4):189-192.[3]劉洋,王厚軍,戴志堅(jiān).PXI高精度數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J],電子測量技術(shù),2011,34(10):69-71.[4]白雨微,薛巨峰,魯志軍.六位半數(shù)字多功能萬用表設(shè)計(jì)[J],林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2010,38(12):41-43.[5]楊桂林.基于SPCE0612A的智能數(shù)字萬用表[J],海南大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版,2013,31(3):249-253.[6]湯莉莉,黃偉.基于MSP430單片機(jī)的多功能數(shù)字萬用表設(shè)計(jì)[J],科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012,26:41-42.[7]祝鳳金.基于單片機(jī)的萬用表設(shè)計(jì)[J],電子技術(shù),2011,38(1):50-51.[8]周艷.基于單片機(jī)的萬用表設(shè)計(jì)[J],科技視界,2015,117-118.[9]丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2005.07.[10]童詩白.模擬電子技術(shù)根基[M].高等教育出版社.2005.01.[11]張偉,王力.protel2004入門與提高[M].人民郵電出版社.2005.11.[12]WangLei-gao,WangChun-ping,LiMing.DesignofDigitalMultimeterModuleBasedonARM[J],2010[13]InternationalConferenceonComputer,Mechatronics,ControlandElectronicEngineering(CMCE)[J],2010:110-112.附錄A附錄B110uf直插電解電容1230P直插瓷片電容23F5461BH2.54間距,0.56寸4位共陽數(shù)碼管14Header4排針4-Pin25POWERDC電源插座16S9012PNP三極管47100R/2W色環(huán)電阻185R/2W192.2K41030K11110K212SW-PB按鍵6X6X5MM113SWITCH自鎖開關(guān)414ADC0832AD轉(zhuǎn)換器115STC89C51/5251單片機(jī)11612MHZ晶振1附錄C附件D#include<reg52.h>//包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能存放器的定義#include"intrins.h" #defineu8 unsignedchar#defineu16 unsignedint#defineuchar unsignedchar#defineuint unsignedint//按鍵sbitKey_V=P3^0; //電壓模式鍵sbitKey_R=P1^4; //電阻模式鍵sbitKey_I=P3^5; //電流模式鍵#defineKEY_V 1 //電壓模式#defineKEY_R 2 //電阻模式#defineKEY_I 3 //電流模式/***********************************************************************************************************數(shù)碼管顯示相關(guān)函數(shù)***********************************************************************************************************/#defineSMG_NUM4u8codeDisplayNum[16]={0xc0, //00xf9, //10xa4, //20xb0, //30x99, //40x92, //50x82, //60xf8, //70x80, //80x90, //90x88, //A0x83, //b0xc6, //C0xa1, //d0x86, //E0x8e //F};//u8codeDisplayOther[]={0xff, //0 空0x7f, //1 "."0xbf, //2 "-"0xa7 //3 c};voiddelay_ms(uintq){ uinti,j; for(i=0;i<q;i++) for(j=0;j<110;j++);}//數(shù)碼管位選定義sbitsmg_we1=P2^0; //東西數(shù)碼管2sbitsmg_we2=P2^1; //東西數(shù)碼管1sbitsmg_we3=P2^2; //南北數(shù)碼管2sbitsmg_we4=P2^3; //南北數(shù)碼管1voidsmg_we_switch(uchari){ switch(i) { case0:smg_we1=0;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=1;break; case1:smg_we1=1;smg_we2=0;smg_we3=1;smg_we4=1;break; case2:smg_we1=1;smg_we2=1;smg_we3=0;smg_we4=1;break; case3:smg_we1=1;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=0;break; } }voiddelay_1ms(uintq){ uinti,j; for(i=0;i<q;i++) for(j=0;j<110;j++);}#defineLED_a 0 //數(shù)碼管段選的a段接在段選IO口的第0位#defineLED_b 2#defineLED_c 6#defineLED_d 4#defineLED_e 3#defineLED_f 1#defineLED_g 7#defineLED_dp 5u8ChangeFor(u8dat){ u8temp=0; if(dat&0x01) //判斷數(shù)據(jù)的第一位是否為1 temp|=0x01<<LED_a;//如果為1,放到控制數(shù)碼管a段的位置 if(dat&0x02) temp|=0x01<<LED_b; if(dat&0x04) temp|=0x01<<LED_c; if(dat&0x08) temp|=0x01<<LED_d; if(dat&0x10) temp|=0x01<<LED_e; if(dat&0x20) temp|=0x01<<LED_f; if(dat&0x40) temp|=0x01<<LED_g; if(dat&0x80) temp|=0x01<<LED_dp; returntemp;}uchardis_smg[SMG_NUM]; //顯示緩存數(shù)組voidDisplayScan(){ staticuchari; P0=0xff; //消隱 smg_we_switch(i); //位選 P0= ChangeFor(dis_smg[i]); //段選 i++; if(i>=SMG_NUM) i=0;}/***********************************************************************************************************ADC0832相關(guān)函數(shù)***********************************************************************************************************/sbitADCS =P1^2;//ADC0832片選sbitADCLK=P1^0;//ADC0832時(shí)鐘sbitADDI =P1^1;//ADC0832數(shù)據(jù)輸入 /*因?yàn)閱纹瑱C(jī)的管腳是雙向的,且ADC0832的數(shù)據(jù)輸入輸出不同時(shí)進(jìn)展,sbitADDO =P1^1;//ADC0832數(shù)據(jù)輸出 /*為節(jié)省單片機(jī)引腳,簡化電路所以輸入輸出連接在同一個(gè)引腳上unsignedintAdc0832(unsignedcharchannel){ uchari=0; ucharj; uintdat=0; ucharndat=0; ucharVot=0; if(channel==0)channel=2; if(channel==1)channel=3; ADDI=1; _nop_(); _nop_(); ADCS=0;//拉低CS端 _nop_(); _nop_(); ADCLK=1;//拉高CLK端 _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿1 _nop_(); _nop_(); ADCLK=1;//拉高CLK端 ADDI=channel&0x1; _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿2 _nop_(); _nop_(); ADCLK=1;//拉高CLK端 ADDI=(channel>>1)&0x1; _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;//拉低CLK端,形成下降沿3 ADDI=1;//控制命令完畢 _nop_(); _nop_(); dat=0; for(i=0;i<8;i++) { dat|=ADDO;//收數(shù)據(jù) ADCLK=1; _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;//形成一次時(shí)鐘脈沖 _nop_(); _nop_(); dat<<=1; if(i==7)dat|=ADDO; } for(i=0;i<8;i++) { j=0; j=j|ADDO;//收數(shù)據(jù) ADCLK=1; _nop_(); _nop_(); ADCLK=0;//形成一次時(shí)鐘脈沖 _nop_(); _nop_(); j=j<<7; ndat=ndat|j; if(i<7)ndat>>=1; } ADCS=1;//拉低CS端 ADCLK=0;//拉低CLK端 ADDO=1;//拉高數(shù)據(jù)端,回到初始狀態(tài) dat<<=8; dat|=ndat; return(dat);//returnaddata}/***********************************************************************************************************主函數(shù)***********************************************************************************************************/voidmain(void){ u8Mode; ucharRead_AD; //用于讀取ADC數(shù)據(jù) ucharVIN; //電壓值變量 u16RIN; //電阻值變量 u16IIN; //電流值變量 u16i=0;; while(1) //主循環(huán) { if(Key_V==0) //電壓按鍵按下 { Key_V=1; //去除按下標(biāo)記 if((Key_R==0)||(Key_I==0))//電阻電流按鍵也有按下 { Key_I=1; Key_R=1; Key_V=1; Mode=4; //標(biāo)記為錯(cuò)誤模式 } else //