畢業(yè)設(shè)計(jì)論文---智能數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)

1、<p>　　存檔編號(hào)： </p><p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p><b>　　智能數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)</b></p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　院 系： 電子工程系 </

2、p><p>　　年 級(jí)： 電信Q0542 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　目 錄</p>

3、<p><b>　　摘要3</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述3</b></p><p>　　第1章 前 言6</p><p>　　1.1 數(shù)字萬(wàn)用表簡(jiǎn)介6</p><p>　　1.2 單片機(jī)發(fā)展與應(yīng)用

4、7</p><p>　　第2章 智能型數(shù)字式多用表設(shè)計(jì)原理7</p><p>　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖8</p><p>　　2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案8</p><p>　　第3章 智能型數(shù)字式多用表硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 A/D轉(zhuǎn)換電路8</p><p>　　3.2 直

5、流電壓測(cè)量電路10</p><p>　　3.3 交流/直流轉(zhuǎn)換電路12</p><p>　　3.4 電流/電壓轉(zhuǎn)換電路13</p><p>　　3.5 電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路14</p><p>　　3.6 單片機(jī)控制與顯示電路14</p><p>　　3.7自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換模塊15</p><

6、p>　　第4章 智能型數(shù)字式多用表軟件設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.1 程序流程圖16</p><p>　　4.2 程序源代碼17</p><p>　　第5章智能型數(shù)字式多用表系統(tǒng)測(cè)試17</p><p>　　5.1 直流電壓測(cè)試17</p><p>　　5.2 交流電壓測(cè)試17</p>

7、;<p>　　5.3 直流電流測(cè)試18</p><p>　　5.4 電阻測(cè)試19</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)19</b></p><p><b>　　致謝詞23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p>&l

8、t;p><b>　　附 錄25</b></p><p>　　附錄A：整機(jī)硬件電路圖25</p><p>　　附錄B：程序源代碼26</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文介紹一種基于AT89S51單片機(jī)的智能型數(shù)字式多用表,該系統(tǒng)采用MC14433——3 1

9、/2位A/D轉(zhuǎn)換器和LED數(shù)碼顯示，可以測(cè)量直流電壓、交流電壓、直流電流和電阻，并且具有鍵盤選擇測(cè)量對(duì)象、量程和自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：A/D轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)，轉(zhuǎn)換電路，模擬開關(guān)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper presents a AT89S51 MCU-b

10、ased intelligent digital multimeter, the system uses the MC14433 - 3 1/2 bit A/D converter and LED digital display, can measure DC voltage, AC voltage, DC current and resistance, and has a keyboard to choose measurement

11、object, measurement range and automatic range conversion functions.</p><p>　　Key Words： A/D converter，SCM，converting circuit，analog switch</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　

12、我選擇的課題是智能數(shù)字萬(wàn)用表,為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)的功能，我查閱了大量的文獻(xiàn)資料。這些資料主要分為三類：一類是芯片說明書，一類是數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)分析，一類是數(shù)字萬(wàn)用表的擴(kuò)展功能。</p><p>　　1．?dāng)?shù)字萬(wàn)用表（DMM）背景簡(jiǎn)介</p><p>　　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

13、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)。</p><p>　　2.數(shù)字萬(wàn)用

14、表設(shè)計(jì)分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)可以分為直流電壓測(cè)量電路；交流/直流轉(zhuǎn)換電路；電流/電壓轉(zhuǎn)換電路；電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路；功能控制和數(shù)據(jù)顯示電路這五個(gè)的主要電路模塊。在設(shè)計(jì)各個(gè)模塊時(shí)，文獻(xiàn)中有很多不同的方法，我仔細(xì)研究了資料中述說的方法，并自己加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)出可行方案，通過在實(shí)踐中檢驗(yàn)，在老師的指導(dǎo)下加以改進(jìn)以達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書中的要求。</p><p>　　在設(shè)計(jì)直流電壓測(cè)量電路時(shí)，我利用

15、華成英、童詩(shī)白 主編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版）[M].高等教育出版社，2006年第325頁(yè)所介紹的反相比例運(yùn)算電路，加上自己設(shè)計(jì)的四選一模擬開關(guān)，組成了一個(gè)直流電壓測(cè)量電路。但該電路在實(shí)踐中存在問題，不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。在老師的指導(dǎo)下，我將該電路做了適當(dāng)?shù)男薷模臑橛呻娮?、模擬開關(guān)和運(yùn)放組成放大倍數(shù)可調(diào)的比例電路，從而達(dá)到了任務(wù)書的要求。</p><p>　　在設(shè)計(jì)A/D 轉(zhuǎn)換器時(shí)，余孟嘗 主編，《數(shù)字電子

16、技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》（第二版） 北京：高等教育出版社1999（2006重?。┑?00頁(yè)至第410頁(yè)講述了三種A/D 轉(zhuǎn)換器，但該書只是以基本邏輯電路講述了A/D 轉(zhuǎn)換器的基本工作原理，及其轉(zhuǎn)換過程，并未介紹如何利用具體的芯片設(shè)計(jì)A/D 轉(zhuǎn)換器。為此，我又查閱了黃海萍、陳用昌 編 《微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2004年，楊立、鄧振杰、荊淑霞 《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》[M].中國(guó)鐵道出版社，2006年及ht

17、tp://www.dzsc.com.cn/。我依據(jù)設(shè)計(jì)性能指標(biāo)要求，并綜合A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)和價(jià)格選擇了ICL7106和MC14433這兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器作為候選芯片。比較這兩個(gè)芯片，ICL7106是CMOS大規(guī)模集成電路芯片，它將模擬電路與數(shù)字電路集成在一個(gè)有40個(gè)功能端的電路內(nèi)，所以只需外接少量元件就可組成一個(gè)3 1/2位數(shù)字電壓表。但是ICL7106是以靜態(tài)方式驅(qū)動(dòng)LCD轉(zhuǎn)換器，無BCD碼輸出端，因此不能直接獲得降量程信號(hào)。而M

18、C14433采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，有多路調(diào)制的BCD碼輸出端和超量程信號(hào)輸出</p><p>　　由于無論是指針式萬(wàn)用表還是普通的真有效值或平均值響應(yīng)的數(shù)字萬(wàn)用表，其交流電壓檔的頻率特性都較差，一般只能測(cè)量幾十赫茲到幾千赫茲的低頻電壓。但設(shè)計(jì)任務(wù)書在頻率特性方面要求并不高，為簡(jiǎn)單起見，在我的系統(tǒng)中，并未采取特別的提高頻率特性的措施。但在查閱《萬(wàn)用表頻率特性改善方法》王翠珍 唐金元，海軍航空工程學(xué)院青島分院 山東青島

19、一文中，我發(fā)現(xiàn)對(duì)于指針式萬(wàn)用表造成頻率特性較差的原因主要是萬(wàn)用表的分壓電阻采用精密電阻器，其本身的分布電容較大，在對(duì)高頻電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于分布電容的容抗大為減少使得測(cè)量值明顯低于實(shí)際電壓值，而對(duì)于數(shù)字萬(wàn)用表除上述原因以外，另一主要原因是受平均值響應(yīng)，轉(zhuǎn)換器本身頻率特性的限制。但此缺陷可通過采用寬頻帶運(yùn)算放大器加以改善。因此，消除分壓電阻器分布電容的影響就可以提高萬(wàn)用表工作頻率的上限，大大改善其頻率特性。雖然在我的設(shè)計(jì)中，沒有用到這

20、一方法，但這個(gè)發(fā)現(xiàn)無疑仍是具有很高實(shí)用價(jià)值的。</p><p>　　3．萬(wàn)用表的功能擴(kuò)展：</p><p>　　隨著科技的發(fā)展，更多的創(chuàng)新將應(yīng)用在萬(wàn)用表上，在查閱這些資料時(shí)，我大開眼界。</p><p>　　《數(shù)字萬(wàn)用表增加測(cè)溫功能》遼寧 薛福連 介紹了一種將一只溫度傳感器LM35D，與一塊976130型數(shù)宇萬(wàn)用表連接的方法，使數(shù)字萬(wàn)用表即成為一臺(tái)精密</p&

21、gt;<p>　　的數(shù)顯式溫度測(cè)量?jī)x，測(cè)量溫度范圍為0-100攝氏度,溫度誤差與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)相比不大于士0.5攝氏度。</p><p>　　《寧夏電力》2008年第1期《數(shù)字萬(wàn)用表的擴(kuò)展應(yīng)》， 政.馬 龍 (寧夏銀南供電局，吳忠市 751100) 介紹了利用數(shù)字萬(wàn)用表進(jìn)行二次交流電壓相序的測(cè)量和音頻通道電壓電平的測(cè)量。</p><p>　　《語(yǔ)音數(shù)字萬(wàn)用表的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)》 吳 寧

22、 (安徽機(jī)械工業(yè)學(xué)校， 安徽 淮南 232052)介紹了利用數(shù)字萬(wàn)用表里的單片機(jī)，設(shè)計(jì)自動(dòng)語(yǔ)音播放單元，提高儀表的智能化的簡(jiǎn)單方法。</p><p>　　《為數(shù)字萬(wàn)用表增加磁懸掛功能》湖南 易永豐介紹的增加磁懸掛功能也頗為新奇易用。</p><p><b>　　4．小結(jié)</b></p><p>　　由于條件有限，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)里并未將數(shù)字智能萬(wàn)用

23、表做的很復(fù)雜，在認(rèn)真研究整理手頭的文獻(xiàn)，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐操作后，我設(shè)計(jì)出了一個(gè)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書要求的數(shù)字智能萬(wàn)用表。該系統(tǒng)采用MC14433——3 1/2位A/D轉(zhuǎn)換器和LED數(shù)碼顯示，以A/D轉(zhuǎn)換器(MC14433)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)多檔的直流電壓測(cè)量電路，再在此基礎(chǔ)上對(duì)電路進(jìn)行擴(kuò)展,使其能多量程的測(cè)量交流電壓、直流電流和電阻的測(cè)量電路。然后通過單片機(jī)（AT89S51）編程對(duì)各個(gè)主要模塊的進(jìn)行智能控制和數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓、交流電壓

24、、直流電流和電阻測(cè)量對(duì)象切換；具有鍵盤選擇測(cè)量對(duì)象、量程和自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能手動(dòng)和自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換等功能,并將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人們?nèi)粘Ａ?xí)慣的十進(jìn)制數(shù)字形式顯示在LED顯示器上。</p><p><b>　　第1章 前 言</b></p><p>　　1.1 數(shù)字萬(wàn)用表簡(jiǎn)介</p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表（DMM）亦稱數(shù)字多用表，是目前在電子檢測(cè)及維修

25、工作中最常用、最得力的一種工具類數(shù)字儀表。它采用的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，通過對(duì)連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）的采樣將其轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字量，并以十進(jìn)制數(shù)字形式顯示出來。由于內(nèi)部采用了運(yùn)放電路,內(nèi)阻可以做得很大,往往在1M歐或更大(即可以得到更高的靈敏度)。這使得對(duì)被測(cè)電路的影響可以更小，測(cè)量精度較高。</p><p>　　傳統(tǒng)的指針式萬(wàn)用表功能單一、精度低，已經(jīng)不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，而采用單片A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的

26、數(shù)字萬(wàn)用表，具有讀數(shù)方便、精度高，測(cè)試功能強(qiáng)、集成度高、微功耗、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，另外帶有單片機(jī)的智能型數(shù)字萬(wàn)用表更是具有自動(dòng)校準(zhǔn)，自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)通訊等多種功能。</p><p>　　目前，數(shù)字萬(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，示出強(qiáng)大的生命力。與此同時(shí)，由DMM擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。</p

27、><p>　　1.2 單片機(jī)發(fā)展與應(yīng)用</p><p>　　早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列 單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的 應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片

28、機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。 </p><p>　　單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)， 因此它得到了最多的應(yīng)用。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、 家用電器、電子玩

29、具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有單片機(jī)。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。</p><p>　　第2章 智能型數(shù)字式多用表設(shè)計(jì)原理</p><p>

30、;　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖</p><p>　　系統(tǒng)測(cè)量時(shí)，單片機(jī)與控制電路控制輸入電路進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換，將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)，然后A/D轉(zhuǎn)換器將其輸出數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理，最后顯示在LED顯示器上。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖</p><p>　　2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</p><p&

31、gt;　　首先以A/D轉(zhuǎn)換器(MC14433)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)多檔的直流電壓測(cè)量電路，再在此基礎(chǔ)上對(duì)電路進(jìn)行擴(kuò)展,使其能多量程的測(cè)量交流電壓、直流電流和電阻的測(cè)量電路。然后通過單片機(jī)（AT89S51）編程對(duì)各個(gè)主要模塊的進(jìn)行智能控制和數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓、交流電壓、直流電流和電阻測(cè)量對(duì)象切換；手動(dòng)和自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換等功能,并將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人們?nèi)粘Ａ?xí)慣的十進(jìn)制數(shù)字形式顯示在LED顯示器上。</p><p>　　所

32、以本設(shè)計(jì)可以分為直流電壓測(cè)量電路；交流/直流轉(zhuǎn)換電路；電流/電壓轉(zhuǎn)換電路；電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路；功能控制和數(shù)據(jù)顯示電路這五個(gè)的主要電路模塊。</p><p>　　第3章 智能型數(shù)字式多用表硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 A/D轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度對(duì)測(cè)量電路極其重要，它的參數(shù)關(guān)系到測(cè)量電路性能。所以我依據(jù)設(shè)計(jì)性能指標(biāo)要求，并綜合A

33、/D轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)和價(jià)格選擇了ICL7106和MC14433這兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器作為候選芯片。ICL7106的輸入阻抗為1010Ω，轉(zhuǎn)換速率為0.1-15次/s，轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度為±0.05%±1個(gè)字；MC14433的輸入阻抗為109Ω，轉(zhuǎn)換速率為3-10次/s，轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度為±0.05%±1個(gè)字，因此這兩塊芯片的性能指標(biāo)大大超過設(shè)計(jì)要求的性能指標(biāo)。</p><p>　　方案一：采

34、用ICL7106。ICL7106是CMOS大規(guī)模集成電路芯片，它將模擬電路與數(shù)字電路集成在一個(gè)有40個(gè)功能端的電路內(nèi)，所以只需外接少量元件就可組成一個(gè)3 1/2位數(shù)字電壓表。但是ICL7106是以靜態(tài)方式驅(qū)動(dòng)LCD轉(zhuǎn)換器，無BCD碼輸出端，因此不能直接獲得降量程信號(hào)。</p><p>　　方案二：采用MC14433。MC14433是一個(gè)低功耗3 1/2位雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器,與ICL7106相比，MC14433采

35、用動(dòng)態(tài)掃描顯示，有多路調(diào)制的BCD碼輸出端和超量程信號(hào)輸出端，便于與單片機(jī)相連構(gòu)成智能控制系統(tǒng)。</p><p>　　鑒于此，采用方案二。</p><p>　　MC14433是美國(guó)摩托羅拉（Motorola）公司生產(chǎn)的COMS單片3 1/2位A/D轉(zhuǎn)換器，也是目前國(guó)內(nèi)外數(shù)字式多用表中普遍采用的一種芯片。</p><p>　　MC14433的主要特點(diǎn)：</p&g

36、t;<p>　　工作電壓為±4.5-±8V。一般選典型值±5V，工作電流小于2mA，功耗為8mW。</p><p>　　輸入阻抗為109Ω，轉(zhuǎn)換速率為3-10次/s，轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度為±0.05%±1個(gè)字。</p><p>　　采用CMOS工藝制成的大規(guī)模集成電路(LSI)。</p><p>　　芯片內(nèi)部設(shè)有

37、時(shí)鐘振蕩器，使用時(shí)僅需外接一只振蕩電阻。亦可采用外部時(shí)鐘輸入方式，時(shí)鐘頻率范圍大約為48kHz-160kHz。</p><p>　　有多路調(diào)制的BCD碼輸出，可直接配微型計(jì)算機(jī)或打印機(jī)。</p><p>　　具有超量程、欠量程指示信號(hào)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換。</p><p>　　能增加讀數(shù)保持功能。</p><p>　　采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。

38、</p><p>　　如圖3.1所示,MC1403提供輸出可調(diào)基準(zhǔn)電壓Vref（大小為2V），被測(cè)信號(hào)（0-2V的直流電壓）從MC14433的Vin引腳輸入A/D轉(zhuǎn)換器MC14433，每次當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，MC14433的EOC引腳會(huì)輸出一個(gè)高電平脈沖送給單片機(jī)，然后單片機(jī)會(huì)對(duì)MC14433的DS1-DS4引腳進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，讀取MC14433的Q0-Q3引腳的數(shù)據(jù)。</p><p>　　

39、A/D轉(zhuǎn)換相關(guān)理論推導(dǎo)：</p><p>　　雙積分過程可以由下面的式子表示：</p><p>　　因?yàn)?，故，式?4000，是定時(shí)時(shí)間，是變時(shí)間，由確定斜率，若用時(shí)鐘脈沖數(shù)N來表示時(shí)間，則被測(cè)電壓就轉(zhuǎn)換成了相應(yīng)的脈沖數(shù)，實(shí)現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換。 </p><p><b>　　的參數(shù)計(jì)算：</b></p><p><b&

40、gt;　?。ㄊ?）</b></p><p>　　式中為積分電容上充電電壓具有自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)轉(zhuǎn)換極性功能。</p><p>　　幅度，=，且=0.5V， =4000。</p><p>　　假定=0.1，=5V，=66kHz。當(dāng)=2V時(shí)，代入式1，可得=480 </p><p><b>　　，取標(biāo)稱值470。</b&g

41、t;</p><p>　　3.2 直流電壓測(cè)量電路</p><p>　　如圖3.2.1所示，被測(cè)電壓（0-200V）從DC V端輸入，通過單片機(jī)控制模擬開關(guān)CD4052選擇相應(yīng)的量程，將被測(cè)電壓值衰減到0-200mV，然后在經(jīng)過由精密運(yùn)算放大器OP07組成的放大電路，將電壓值放大10倍后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器MC14433的Vin端。分壓電阻采用誤差為±0.5%的精密金屬膜電阻。&l

42、t;/p><p>　　圖3.2.1 直流電壓測(cè)量電路</p><p>　　在實(shí)踐中采用該方案時(shí)，若輸入信號(hào)小于正5伏，結(jié)果正確，但是當(dāng)輸入信號(hào)大于正5伏時(shí)，模擬開關(guān)CD4052和集成運(yùn)放OP07CP均工作不正常。向老師請(qǐng)教后，得知該方案中，輸入信號(hào)不經(jīng)過任何衰竭直接加在模擬開關(guān)的1腳，使模擬開關(guān)處于不受保護(hù)的狀態(tài)，當(dāng)輸入信號(hào)為大信號(hào)時(shí)，可能會(huì)使模擬開關(guān)工作不正常，甚至燒毀模擬開關(guān),且模擬開關(guān)

43、與運(yùn)放直接相連，導(dǎo)致運(yùn)放處于不受保護(hù)的工作狀態(tài)。</p><p>　　為了解決這些問題，我修改了設(shè)計(jì)電路。如下圖3.2.2所示，該電路輸入信號(hào)經(jīng)過100千歐的電阻，從集成運(yùn)放的反相輸入端輸入，由電阻、模擬開關(guān)和運(yùn)放組成放大倍數(shù)可調(diào)的比例電路，并且這個(gè)100千歐的電阻還可以起到限流的作用，成功的解決了原電路的弊端。實(shí)踐證明，該電路可以達(dá)到任務(wù)書的要求。</p><p>　　圖3.2.2 改

44、進(jìn)后的直流電壓測(cè)量電路</p><p>　　3.3 交流/直流轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　方案一：半波整流電路。利用二極管的單向?qū)щ娦?，可以很容易的得到直流電壓，且能滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　方案二：采用真有效值轉(zhuǎn)換芯片,性能參數(shù)方面也都能滿足設(shè)計(jì)要求,并且還能測(cè)量非正弦波，但一般真有效值轉(zhuǎn)換芯片價(jià)格比較貴。</p><p>　　

45、鑒于此，故采用方案一。</p><p>　　如圖3.3所示,這個(gè)電路是利用低漂移單運(yùn)算放大器TL062與二極管D1 1N4148組成平均值響應(yīng)的線性半波整流電路。該電路可避免二極管在小信號(hào)整理時(shí)所引起的非線性誤差，使交流/直流轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓與輸出電壓成線性關(guān)系，適合測(cè)量40-400Hz的正弦電壓，測(cè)量準(zhǔn)確度優(yōu)于±1%。</p><p>　　圖3.3 交流/直流轉(zhuǎn)換電路圖&l

46、t;/p><p>　　3.4 電流/電壓轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　如圖3.4所示，普通模擬開關(guān)可以通過的電流很微小，所以通過單片機(jī)控制繼電器來控制線路導(dǎo)通斷開，將被測(cè)電流信號(hào)（0-500mA）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)（0-200mV），然后經(jīng)過OP07將信號(hào)放大10倍，最后輸入A/D轉(zhuǎn)換器MC14433的Vin端。1A/250V的熔絲管FU為限流保護(hù)電路，兩個(gè)二極管1N4007構(gòu)成保護(hù)為過壓保

47、護(hù)電路。阻值為90Ω、9Ω的電阻采用誤差為±0.5%的精密金屬膜電阻，而阻值為0.4Ω、0.6Ω的電阻通過的電流很大必須采用誤差為±0.5%的精密繞線電阻。</p><p>　　圖3.4 電流/電壓轉(zhuǎn)換電路圖</p><p>　　3.5 電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　方案一：利用運(yùn)算放大器采用反相比例運(yùn)算的方法進(jìn)行測(cè)量。該方法實(shí)現(xiàn)比較

48、簡(jiǎn)單，且能滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　方案二：采用分壓原理，利用流過標(biāo)準(zhǔn)電阻R0和被測(cè)電阻Rx的電流基本相等來得到電壓與電阻的關(guān)系，但當(dāng)電阻很小時(shí)電流過大。</p><p>　　鑒于此，故采用方案一。</p><p>　　如圖3.5所示。穩(wěn)壓二極管1N4730A的穩(wěn)壓值為3.9V（即B點(diǎn)處電壓值），采用運(yùn)算放大器反相比例運(yùn)算的方法，將B點(diǎn)處的電壓值衰減到2V

49、（即A點(diǎn)處電壓值），單片機(jī)通過控制模擬開關(guān)MAX4618（超低導(dǎo)通電阻）選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)參照電阻R1 ，再利用運(yùn)算放大器反相比例運(yùn)算的方法，將被測(cè)電阻RX的阻值轉(zhuǎn)換成與之相對(duì)應(yīng)的電壓量，輸入A/D轉(zhuǎn)換電路。</p><p>　　電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路的計(jì)算公式：UA/R1=Uin/Rx,推得：Rx=R1* Uin/ UA。</p><p>　　圖3.5 電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路圖</p>

50、;<p>　　3.6 單片機(jī)控制與顯示電路</p><p>　　AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash

51、存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。</p><p>　　AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。<

52、;/p><p>　　如圖3.6所示，單片機(jī)采用12MHz時(shí)鐘晶振，LED顯示電路采用共陽(yáng)極動(dòng)態(tài)法連接，占有I/O接口少，連線較簡(jiǎn)單。開關(guān)K1為功能選擇開關(guān)，K2為量程選擇開關(guān)，K3為選擇確認(rèn)開關(guān)（在讀數(shù)顯示時(shí)，K3為數(shù)據(jù)顯示與單位顯示切換開關(guān)）。P3.1-P3.5為模擬開關(guān)控制信號(hào)。開機(jī)自動(dòng)復(fù)位。</p><p>　　圖3.6 單片機(jī)控制與顯示電路圖</p><p>

53、　　3.7自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換模塊</p><p>　　方案一：采用軟件來實(shí)現(xiàn)。通過單片機(jī)讀取MC14433的數(shù)字信號(hào)來控制模擬開關(guān)，從而改變反饋電阻的大小實(shí)現(xiàn)檔位的不同選擇，能夠很容易滿足測(cè)量范圍的要求。此方案是電路比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)也較容易。</p><p>　　方案二：采用硬件實(shí)現(xiàn)。電路的核心是一塊雙向移位寄存器CC40194，移位方向由MC14433過量程信號(hào)控制，并且還要外接一些數(shù)字電路才能

54、實(shí)現(xiàn)換檔，電路比較復(fù)雜，不方便。</p><p>　　鑒于此，故采用此方案一。</p><p>　　第4章 智能型數(shù)字式多用表軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 程序流程圖</b></p><p><b>　　程序的主要功能：</b></p><p>　　直流電壓、

55、交流電壓、直流電流和電阻測(cè)量對(duì)象切換功能；</p><p>　　手動(dòng)量程和自動(dòng)量程功能（超量程和欠量程判斷）；</p><p><b>　　超量程指示功能；</b></p><p>　　數(shù)據(jù)顯示功能（十進(jìn)制數(shù)字形式，無效位消隱，小數(shù)點(diǎn)控制）；</p><p>　　單位顯示功能(正負(fù)極,數(shù)據(jù)單位)。</p>

56、<p>　　圖4.1 程序流程圖</p><p><b>　　4.2 程序源代碼</b></p><p><b>　　見附錄B。</b></p><p>　　第5章智能型數(shù)字式多用表系統(tǒng)測(cè)試</p><p>　　5.1 直流電壓測(cè)試</p><p>　　測(cè)試方案：通

57、過按鈕開關(guān)選擇直流電壓檔，由直流穩(wěn)壓源提供電壓進(jìn)行測(cè)量，然后由單片機(jī)顯示輸出。</p><p>　　結(jié)果分析：測(cè)量誤差大部分在-0.2%~+0.2%范圍內(nèi)，在200mV檔測(cè)量時(shí)，由于沒有精密電阻，實(shí)踐所用1M歐電阻誤差較大，所以誤差較大。測(cè)量結(jié)果基本滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。</p><p>　　5.2 交流電壓測(cè)試</p><p>　　測(cè)試方案：通過按鈕開關(guān)選擇交流電

58、壓檔，由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供一個(gè)50赫茲左右的正弦交流電壓，輸入到交流端進(jìn)行測(cè)量。</p><p>　　輸入電壓頻率為:50Hz</p><p>　　結(jié)果分析：交流電壓：0.2~20V ，誤差<±2 %±2個(gè)字，滿足任務(wù)書的精度要求。</p><p>　　5.3 直流電流測(cè)試</p><p>　　測(cè)試方案：通過按鈕開關(guān)

59、選擇直流電流檔，由于實(shí)驗(yàn)室沒有直流電流源，我采用正5伏的穩(wěn)壓源，串聯(lián)不同的電阻來提供不同的待測(cè)電流。該電流的理論值，由電壓與電阻的比值計(jì)算得到。</p><p>　　結(jié)果分析：直流電流：0~20mA ，誤差<±2 %±2個(gè)字，滿足任務(wù)書的精度要求。因?qū)嶒?yàn)室找不到電流轉(zhuǎn)電壓電路所需的600毫歐和400毫歐特殊精密電阻，實(shí)踐中沒有連接200毫安和500毫安檔位的測(cè)量電路。</p>

60、<p><b>　　5.4 電阻測(cè)試</b></p><p>　　測(cè)試方案：通過按鈕開關(guān)選擇電阻檔，將待測(cè)電阻接入測(cè)量端，然后選擇合適的檔位進(jìn)行測(cè)量。</p><p>　　結(jié)果分析：電阻0~ 2MΩ比任務(wù)書的0~ 200kΩ多一個(gè)測(cè)量檔位，誤差<±3 %±2個(gè)字，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b

61、>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本系統(tǒng)完成了任務(wù)書的所有內(nèi)容，如下：</p><p>　　1、測(cè)量對(duì)象、范圍及誤差范圍：電壓 DC：0~200V 誤差<±1 %±2個(gè)字</p><p>　　AC：0.2~20V 誤差<±2 %±2個(gè)字</p>

62、<p>　　電流 DC：0~500mA 誤差<±2 %±2個(gè)字</p><p>　　電阻0~200KΩ 誤差<±3 %±2個(gè)字</p><p>　　2、采用LED數(shù)碼顯示，分辨率優(yōu)于0.05%，具有符號(hào)判別和過量程顯示</p><p>　　3、直流電壓檔最小輸入阻抗≥1MΩ。&l

63、t;/p><p>　　4、具有鍵盤選擇測(cè)量對(duì)象、量程和自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。</p><p>　　在選擇這個(gè)題目以后，我查閱了大量的資料，設(shè)計(jì)出了可以實(shí)現(xiàn)的方案，然后在EWB中畫出電路圖并進(jìn)行電路仿真。由于實(shí)驗(yàn)室沒有單片機(jī)小系統(tǒng)，我采用AT89S51進(jìn)行單片機(jī)的控制和顯示，并編寫了C51的程序，用keil編譯，在Proteus 7里連接程序進(jìn)行仿真。仿真成功以后，我開始連面包板。由于這個(gè)電路比較復(fù)

64、雜，我使用了兩塊面包板。在連電路的時(shí)候，一個(gè)模塊一個(gè)模塊的連接，每連好一個(gè)模塊就測(cè)試一個(gè)模塊，最后將所有的模塊連接在一起。</p><p>　　在連面包板時(shí)，我遇到了許多問題。連電壓測(cè)量電路時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室找不到需要阻值的精密電阻，我只好實(shí)際測(cè)量最接近的電阻，這導(dǎo)致最后的誤差比設(shè)計(jì)要大很多。連好電路測(cè)試時(shí)，我將輸入信號(hào)加為+5伏，按照放大10倍來計(jì)算，輸出應(yīng)該是50伏，但是實(shí)際測(cè)量的時(shí)候輸出是+5伏。查閱資料后發(fā)現(xiàn)這

65、里是一個(gè)錯(cuò)誤，OP07的工作電壓是正負(fù)5伏，它不可能輸出比電源電壓更大的電壓。而電壓測(cè)量電路實(shí)際上是將所有的信號(hào)都處理成200mV后，再進(jìn)行放大。所以測(cè)試時(shí)輸入信號(hào)應(yīng)該不超過200mV.</p><p>　　在連交流轉(zhuǎn)直流電路時(shí)，測(cè)得的實(shí)際輸出與理論值相反，后來檢查面包板發(fā)現(xiàn)所有的二極管都接反了。</p><p>　　在連電流轉(zhuǎn)電壓電路時(shí)，由于找不到需要的精密電阻，我只好將設(shè)計(jì)圖簡(jiǎn)化，只采

66、用了一個(gè)繼電器，簡(jiǎn)化為兩個(gè)檔的電流轉(zhuǎn)電壓。但連好電路進(jìn)行測(cè)試時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)始終只有一條支路是通的，也就是說繼電器沒有工作。檢查電路，并沒有連線錯(cuò)誤，換了一個(gè)繼電器后，結(jié)果還是不對(duì)。在網(wǎng)上搜索相關(guān)現(xiàn)象時(shí)，有一個(gè)網(wǎng)頁(yè)提醒了我，可能是電源電壓小于繼電器的動(dòng)作電壓，導(dǎo)致繼電器不工作。改正之后，結(jié)果果然正確了。</p><p>　　在連單片機(jī)部分的電路時(shí)，開始時(shí)沒有借到單片機(jī)芯片的通用編程器，無法燒制芯片。連好電路后，我采用人

67、工給定信號(hào)，檢測(cè)數(shù)碼管是否點(diǎn)亮。結(jié)果與預(yù)期一致。向老師借到EasyPRO 800通用編程器后，我用keil將C程序編譯成hex文件，但是編程器總是提示程序超出芯片末端。即使編寫極為簡(jiǎn)短的程序，也仍然出現(xiàn)該提示。在網(wǎng)上查閱資料后，我改用Tks仿真器，將Tks仿真器裝入keil，然后再次將C程序編譯成hex文件，這一次編程器不再顯示錯(cuò)誤信息，提示燒制成功。但我將燒好的芯片放入面包板后，電路工作不正常。每次加電啟動(dòng)后，數(shù)碼管的顯示都不一樣。換

68、了芯片重新燒制，結(jié)果仍然一樣。不知道是不是編程器不支持C語(yǔ)言，為了確定，我又編寫了一個(gè)短小的匯編程序，但燒制后，結(jié)果還是不正確，每次加電啟動(dòng)后，數(shù)碼管都是隨即顯示，好像單片機(jī)并未工作。為了進(jìn)一步檢測(cè)，我將單片機(jī)從電路中取出，單獨(dú)連了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)，編寫了一個(gè)向P1口輸送數(shù)據(jù)的匯編程序。用電壓表測(cè)引腳電壓發(fā)現(xiàn)是正常的。這說明單片機(jī)工作正常。難道是C語(yǔ)言燒制的不正確嗎？為了證實(shí)，我又寫了一個(gè)向P1口輸送數(shù)據(jù)的C語(yǔ)言程序，燒制后，結(jié)果也是

69、正確的。這說明程序確實(shí)是</p><p>　　在連A/D轉(zhuǎn)換電路的時(shí)候，由于買芯片的時(shí)候，沒有買到MC1403,我用TL431代替，但是在調(diào)制參考電壓的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)電流突然增大。立即斷電后，測(cè)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器幾乎調(diào)到底。但是這個(gè)過程中，電壓一直沒有降到我要的2伏。查閱TL***的資料發(fā)現(xiàn)，它的參考電壓是2.5伏，無法達(dá)到2伏。實(shí)驗(yàn)室只有LM366芯片和IN4730A，而LM366也是參考電壓2.5伏。我決

70、定用電阻進(jìn)行分壓，分別連好LM366和IN4730A的電路后發(fā)現(xiàn)，LM366的穩(wěn)壓效果并不好，浮動(dòng)太大，而IN4730A產(chǎn)生的參考電壓小于2伏。于是我決定先用IN4730A產(chǎn)生小于2伏的參考電壓，然后再用放大器(NE5532)和滑動(dòng)變阻器組成的正比例放大電路將信號(hào)放大成2伏。這個(gè)電路的穩(wěn)壓效果基本滿足要求。</p><p>　　連好并測(cè)試完每個(gè)模塊后，就要開始進(jìn)行模塊之間的連接了。由于在連電路時(shí)，不小心燒壞了AT

71、89S51芯片，我找來了AT89C91芯片代替。根據(jù)CD4052的真值表，我確定了每個(gè)功能模塊的信號(hào)控制線。用單片機(jī)的P3.0和P3.1做功能選擇線，選擇電壓檔，電流檔和歐姆檔。用P3.2做交直流選擇線，用P3.3，P3.4做電壓檔和電流檔量程的選擇。</p><p>　　首先做直流電壓檔的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)輸入信號(hào)為+5伏以下時(shí)，手動(dòng)量程輸出基本滿足要求，但是當(dāng)輸入信號(hào)大于+5伏時(shí)，提供工作電壓的穩(wěn)壓源的值就會(huì)隨著輸入

72、信號(hào)值的增大而增大。</p><p>　　做電流檔測(cè)試時(shí)，剛剛一接通電源，就發(fā)現(xiàn)電流過大。及時(shí)斷電檢查線路后，并沒有發(fā)現(xiàn)有短路情況。分析原理圖，猜想，可能是繼電器工作時(shí)，需要大電流導(dǎo)致整個(gè)電路電流過大。將串聯(lián)的1千歐電阻換為一個(gè)更大的電阻后，電流基本正常。并且，由于測(cè)電流時(shí)，萬(wàn)用表需串聯(lián)到電路中，要求萬(wàn)用表內(nèi)阻較小。但我在設(shè)計(jì)之初，未考慮該情況，采用了阻值較大的電阻。特將原900歐和100歐電阻換為9歐和1歐電阻

73、。</p><p>　　由于整個(gè)電路中只有電阻轉(zhuǎn)電壓電路中有一個(gè)+15伏工作電壓，為了方便，將電路作了調(diào)整，將該電壓改為+5伏，首先用穩(wěn)壓二極管，將電壓穩(wěn)壓在+2伏以下，然后用集成運(yùn)放與滑動(dòng)變阻器組成正比例放大電路，將電壓放大到+2伏。</p><p>　　猜想直流電壓檔信號(hào)異常的原因，可能是由于電路中模擬地與數(shù)字地混接，造成模擬信號(hào)被數(shù)字信號(hào)中的高頻分量吞噬，我將電路中的模擬地與數(shù)字地分

74、開接，只在一點(diǎn)會(huì)合，流入電源地。但是當(dāng)信號(hào)加大時(shí)，提供芯片工作電壓的穩(wěn)壓源的輸出電壓依然隨著增大。因?yàn)樘峁┹斎胄盘?hào)與提供芯片工作電壓的穩(wěn)壓源是同型號(hào)的兩個(gè)獨(dú)立的穩(wěn)壓源，我將它們不連入電路，發(fā)現(xiàn)一個(gè)輸出增大時(shí)，另一個(gè)的輸出仍然穩(wěn)定。為了檢查原因，我單獨(dú)將信號(hào)加在電壓測(cè)量電路。即：將由CD4052和OP07CP構(gòu)成的電壓測(cè)量電路與其它電路斷開，信號(hào)從CD4052的1腳輸入，從OP07CP的6腳輸出。結(jié)果干擾現(xiàn)象仍然存在。不知道是否是由于其中

75、某個(gè)芯片沒有正常工作引起的，我將CD4052與OP07CP斷開，信號(hào)從CD4052的1腳輸入，3腳輸出。用萬(wàn)用表測(cè)量，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)正確。接著，將信號(hào)從OP07CP的3腳輸入，6腳輸出，用萬(wàn)用表檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)OP07CP也是正常工作的。分析原理圖，由于不論輸入信號(hào)有多大，經(jīng)過電阻組成的分壓器分壓后，CD4052的輸出電壓理論上都會(huì)變?yōu)?至200mV之間，而OP07CP組成的比例放大電路的放大倍數(shù)為10倍，則理論上，它的輸出會(huì)在0至2</p&

76、gt;<p><b>　　致謝詞</b></p><p>　　在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了電子工程系實(shí)驗(yàn)室的大力支持，為我提供了各種所需的儀器設(shè)備，以及設(shè)計(jì)的所需經(jīng)費(fèi)。也十分感激xx等老師，對(duì)我實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中所遇到的各種問題給予耐心的解答，完稿之后在百忙之中仔細(xì)閱讀，給出修改意見。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p

77、><p>　　徐愛鈞 《智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)》（第二版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004年；</p><p>　　吳金戌、沈慶陽(yáng)、郭庭吉 《8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002年；</p><p>　　謝自美 《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試》（第三版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006年；<

78、/p><p>　　謝維成、楊加國(guó) 主編 《單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)》[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006年；</p><p>　　楊立、鄧振杰、荊淑霞 《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》[M].中國(guó)鐵道出版社，2006年；</p><p>　　黃智偉 《全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽技能訓(xùn)練》 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007年</p><

79、p>　　高峰，《單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)》[M].北京：科學(xué)出版社，2003；</p><p>　　華成英、童詩(shī)白 主編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版）[M].高等教育出版社，2006年.</p><p>　　閻 石，《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》[M].高等教育出版社，1983年</p><p>　　張永瑞 《電子測(cè)量技術(shù)》[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2000年

80、3月</p><p>　　王翠珍 唐金元，《萬(wàn)用表頻率特性改善方法》海軍航空工程學(xué)院青島分院 山東青島</p><p>　　黃海萍、陳用昌 編 《微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2004年</p><p>　　李 華，《MCS－51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)》[M].北京航空航天大學(xué)出版社，1993年</p><p>

81、　　余孟嘗 主編，《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》（第二版） 北京：高等教育出版社1999（2006重印）</p><p>　　薛福連《數(shù)字萬(wàn)用表增加測(cè)溫功能》遼寧 </p><p>　　政.馬 龍《寧夏電力》2008年第1期《數(shù)字萬(wàn)用表的擴(kuò)展應(yīng)》，(寧夏銀南供電局，吳忠市 751100)</p><p>　　《為數(shù)字萬(wàn)用表增加磁懸掛功能》湖南 易永豐</p>

82、;<p>　　吳 寧《語(yǔ)音數(shù)字萬(wàn)用表的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)》(安徽機(jī)械工業(yè)學(xué)校， 安徽 淮南 232052)</p><p><b>　　附 錄</b></p><p>　　附錄A：整機(jī)硬件電路圖</p><p>　　圖6.1 整機(jī)硬件電路圖</p><p><b>　　附錄B：程序源代碼</b&

83、gt;</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int </p><p>　　sbit ds1=P1^4; //測(cè)量數(shù)據(jù)選擇位</p><p>　　s

84、bit ds2=P1^5;</p><p>　　sbit ds3=P1^6;</p><p>　　sbit ds4=P1^7;</p><p>　　sbit ado=P2^0; //A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束指示</p><p>　　uint dso1;dso2;dso3;dso4;</p><p>　　uint data1;d

85、ata2;data3;data4; </p><p>　　//分別為千位，百位，十位，個(gè)位的測(cè)量數(shù)據(jù)緩沖區(qū)</p><p>　　sbit ls1=P2^4; //顯示器選擇位</p><p>　　sbit ls2=P2^5;</p><p>　　sbit ls3=P2^6;</p><p>　　sbit ls4=P2

86、^7;</p><p>　　uint led1;led2;led3;led4; //分別為千位，百位，十位，個(gè)位的顯示緩沖區(qū)</p><p>　　uchar led[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,</p><p>　　0xff,0xbf,0xc1,0Xc8,0x7f }; </p&

87、gt;<p>　　//編碼0~9，全黑，-，U，Ω，小數(shù)點(diǎn)</p><p>　　sbit key1=P2^3; //控制開關(guān)</p><p>　　sbit key2=P2^2;</p><p>　　sbit key3=P2^1;</p><p>　　uint k1=0;k2=0;k3=0;s=0;sw_d=0; </p&

88、gt;<p>　　//s為單位判斷信號(hào);sw_d為模擬開關(guān)控制信號(hào)緩沖區(qū)</p><p>　　uint sw[]={ 0x83, //模擬開關(guān)常態(tài)</p><p>　　0x80,0x84,0x82,0x86, // 直流電壓200mV，2V，20V,200V</p><p>　　0xb0,0xb4,0xb2, // 交流電壓200mV，2V，20

89、V</p><p>　　0x42,0x40, // 直流電流2mA，20mA，</p><p>　　0x00,0x02,0x06,0x04 }; // 電阻 2kΩ，20kΩ，200kΩ，2MkΩ</p><p>　　uint j;k;g;h=0;ing=0;L=0;N=0;Z=0;</p><p>　　//ing指示數(shù)據(jù)是否正在處理,1

90、為真;L為A/D轉(zhuǎn)換指示；Z為自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換指示</p><p>　　/****************************************************************************************************************************</p><p><b>　　*名稱：delay</b&g

91、t;</p><p><b>　　*功能：延時(shí)</b></p><p><b>　　*輸入: 延時(shí)時(shí)間</b></p><p><b>　　*返回值：無</b></p><p>　　************************************************

92、****************************************************************************/ </p><p>　　void delay(int i) //延時(shí)</p><p>　　{ for(j=i;j>0;j--)</p><p>　　for(k=120;k>0;k--);</p

93、><p><b>　　}</b></p><p>　　/****************************************************************************************************************************</p><p>　　*名稱：display&

94、lt;/p><p>　　*功能：動(dòng)態(tài)顯示數(shù)碼管, led1,led2,led3,led4依次為千位，百位，十位，個(gè)位的顯示內(nèi)容</p><p>　　*調(diào)用: delay()</p><p><b>　　*返回值：無</b></p><p>　　*****************************************

95、***********************************************************************************/ </p><p>　　void display(void) </p><p>　　{ ls1=ls2=ls3=ls4=1;</p><p><b>　　P0=led1;</b&

96、gt;</p><p><b>　　ls1=0;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　ls1=1;</b></p><p><b>　　P0=led2;</b></p><p>

97、;<b>　　ls2=; </b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　ls2=1;</b></p><p><b>　　P0=led3;</b></p><p><b>　　ls3=0;</

98、b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　ls3=1;</b></p><p><b>　　P0=led4;</b></p><p><b>　　ls4=0;</b></p><p&

99、gt;<b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　ls4=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/************************************************************************

100、****************************************************</p><p>　　*名稱：measure</p><p>　　*功能：?jiǎn)挝伙@示控制，根據(jù)s的值顯示不同的單位，根據(jù)千位數(shù)據(jù)data1的值顯示正負(fù)</p><p><b>　　*返回值：無</b></p><p>　

101、　****************************************************************************************************************************/ </p><p>　　void measure(void) </p><p>　　{ if(s==1||s==5) //mV顯示為&

102、quot;0V"</p><p>　　{ led1=led[0];led2=led[12];led3=led4=led[10]; } </p><p>　　if(s==2||s==3||s==4||s==6||s==7) //V顯示為"1V"</p><p>　　{ led1=led[1];led2=led[12];led3=le

103、d4=led[10]; } </p><p>　　if(s==8||s==9) //mA顯示為"0A"</p><p>　　{ led1=led[0];led2=led[11]&led[13];led3=led4=led[10]; } </p><p>　　if(s>9&&s<13) //kΩ顯示為&q

104、uot;0Ω"</p><p>　　{ led1=led[0];led2=led[13];led3=led4=led[10]; }</p><p>　　if(s==13) //MΩ顯示為"1Ω"</p><p>　　{led1=led[1];led2=led[13];led3=led4=led[10]; }</p>&

105、lt;p>　　if((data1&4)==0) led4=led[0]; //負(fù)極個(gè)位顯示“0”</p><p>　　if((data1&4)==4) led4=led[1]; //正極個(gè)位顯示“1”</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/******************************

106、**********************************************************************************************</p><p>　　*名稱：datadisplay</p><p>　　*功能：測(cè)量數(shù)據(jù)顯示控制,根據(jù)data1的值判斷是否超量程</p><p><b>　　*返回值

107、：無</b></p><p>　　****************************************************************************************************************************/ </p><p>　　void datadisplay(void) </p>&

108、lt;p>　　{ if(data1==7||data1==3) //超量顯示“0---”</p><p>　　{ led1=led[0];led2=led3=led4=led[11];}</p><p>　　else if(data1==4||data1==0)</p><p>　　{ led1=led[1];led2=led[data2];led3=le

109、d[data3];led4=led[data4];</p><p>　　if(s==1||s==4||s==5||s==12) led3=led3&led[14];</p><p>　　if(s==2||s==6||s==8||s==10||s==13) led1=led1&led[14];</p><p>　　if(s==3||s==7||s==9

110、||s==11) led2=led2&led[14];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p>　　{ led1=led[0];led2=led[data2];led3=led[data3];led4=led[data4];</p>&l

111、t;p>　　if(s==2||s==6||s==8||s==10||s==13) led1=led1&led[14];</p><p>　　if(s==3||s==7||s==9||s==11) { led1=led[10];led2=led2&led[14];}</p><p>　　if(s==1||s==4||s==5||s==12) </p>&l

112、t;p>　　{ led1=led[10];led3=led3&led[14];</p><p>　　if (data2==0) led2=led[10]; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}<

113、/b></p><p>　　/****************************************************************************************************************************</p><p>　　*名稱：process</p><p>　　*說明：ing指示

114、數(shù)據(jù)是否正在處理，ado為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束指示，</p><p>　　L為A/D轉(zhuǎn)換指示；Z為自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換指示</p><p>　　*功能：讀取測(cè)量數(shù)據(jù)</p><p>　　*調(diào)用：display()，datadisplay(),delay()</p><p><b>　　*返回值：無</b></p><

115、;p>　　****************************************************************************************************************************/ </p><p>　　void process(void) </p><p>　　{ P3=sw_d;</p>