毕业设计（论文）-基于单片机的多功能数字测量仪

1、长春理工大学本科毕业设计编号 本科生毕业设计基于单片机的多功能数字测量仪Design of Digital MultipurposeMeter Based on Single Chip Microcomputer学 生 姓 名 专 业 电气工程及其自动化学 号 指 导 教 师 学 院 电子信息工程学院2015年6月毕业设计（论文）原创承诺书 1.本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）基于单片机的多功能数字测量仪，是认真学习理解学校的长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。 2本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。 3.在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 4.本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或

2、其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。以上承诺的法律结果将完全由本人承担！ 作 者 签 名： 年 月日摘 要本次设计用单片机芯片AT89S52设计一个多功能数字测量仪，实现电压、电流、电阻、温度等测量，并配有计时功能，具有按键与显示功能。此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、单片机最小系统、显示部分、报警部分、A/D转换和控制等部分组成。为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路，显示采用LCD1602液晶显示屏，程序每次执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。温度的测量则采用温度传感器DS18B20来完成。本次设计会通过硬件和软件两个方面的实现来展开。关键词： 多功能数字测量仪 AD转换与控制 AT89S52Abstract This design used to design a digital multipurpose meter, with chip AT89S52 of one-chip computer,

3、 it can measure voltage,current,resistance,the temperature and so on, and it is equipped with timing function,with buttons and display function.This system is made up of shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 52 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control.In order to make the system more stable , and to make the whole precision of the system will be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the o

4、ne-chip computer system is designed to adopt AT89S52 one-chip computer as the master chip, together with the RC power-on reset circuit and 11.0592MHZ oscillator circuit, shown with LCD1602 screens. Each execution cycle time-consuming process reduced to a minimum, thus ensuring that the system in real time，the measurement of the temperature is adopted DS18B20 to complete.This design will be through the two aspects of hardware and software implementation.Key words: Digital multipurpose meter；AD ch

5、anges and controls；AT89S52 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1多功能数字测量仪的设计目的和意义11.2国内外研究现状11.3多功能数字测量仪的特点21.4多功能数字仪的发展趋势31.5本设计的任务4第2章 总体设计方案及选用芯片介绍52.1总体设计方案52.2芯片的选择及介绍6 2.2.1 AT89S52芯片的介绍62.2.2 ADC0809芯片的介绍82.2.3 DS18B20芯片的介绍92.2.4 LCD1602液晶显示器介绍11第3章 多功能数字测量仪硬件设计123.1电路工作过程描述123.2系统各部分实现方法123.2.1电源电路123.2.2输入端子133.2.3直流电流测量电路133.2.4直流电压测量电路153.2.5电阻测量电路183.2.6温度测量电路193.2.7交直流转换电路203.2.8模数转换电路213.2.9报警电路223.2.10显示电路223.2.11单片机最小系统233.2.12选择开关和按键23第4章 多功能数字测量仪软件设计254.1系统设计目标254.2 C语言概述254.3软件设计思路264.4系

6、统模块设计284.4.1初始化模块284.4.2 A/D数据采集和转换模块294.4.3数据处理模块304.4.4按键模块314.4.5显示模块324.4.6计时模块334.5量程选择框图34总结35参考文献36致谢37附录38附录138附录2 39 IV 第1章 绪论 本章将介绍多功能数字测量仪的设计目的和意义，结合国内外研究现状，深入研究和了解多功能数字测量仪的特点，对本次设计的内容有一定程度的了解，为后续的设计打下一定的基础。 1.1多功能数字测量仪的设计目的和意义传统的指针式多功能仪表单一精度低，不能满足数字化时代的需求，而数字多功能测量仪表则具有精度高、输入快、输入阻抗大、数字显示、读数准确、可扩展性强、集成方便、抗干扰能力强、测量自动化程度高等优点，因而被广泛应用，得到工程师的青睐。数字多功能测量仪表是利用模数转换原理，将被测数据转化为数字量，并将测量结果以数字的形式显示出来的一种测量仪表。数字多功能测量仪表是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域使用的一种基本测量，已被广泛应用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。多功能数字测量

7、仪表作为电子测试领域不可缺少的产品之一，已随着时代科技的进步，把电量及非电量的测量技术提高到了崭新水品。 1.2国内外研究现状多功能数字测量仪表是在20世纪60年代问世的，而我国的多功能数字测量仪表起步于20世纪70年代中期，先后经历了引进、发展、技术创新3个阶段，目前，我国每年生产大量的中低档多功能数字测量仪表，并向100多个国家大量出口，然而我国所需的高档多功能数测量仪表以进口为主，随着大规模集成电路构成的单片机多功能数字测量仪表和高档智能多功能数字测量仪表的问世，标志着电子测量领域的迅速发展。现在，多功能数字测量仪表已成为主流，有取代模拟式仪表的趋势，与模拟式仪表相比，数字式仪表灵敏度高、准确度高、显示清晰、过载能力强、便于携带、使用简单等优点。目前电子行业具有很高的发展速度，测试测量仪器更是走在行业的尖端，便携式高精度仪器更是发挥了巨大的作用，并且显示了无比的潜力。当今多功能数字测量仪表种类繁多，型号各异而且多样化。按量程转换方式可分为手动、自动量程和手动/自动量程：按用途及功能分为低档、中档、智能和双显示及多重显示多功能数字测量仪表，其中中档和智能数字仪表又具有多种分类，现如

8、今，已形成普通式、单片式和智能式多功能数字仪表。且市场上已形成多功能数字仪表的专用集成电路，如：A/D转换器芯片、电源集成电路、数字/模拟条图双显示多功能数字仪表集成电路、带微处理器和串行接口的高精度多功能数字测量仪表集成电路等。由于科学的进步，社会的发展，电子产业也会发展到一个新的阶段，电子技术的提高在一定程度上代表了一个国家的整体实力，高精尖的电子产品更新换代的周期越来越短，每一款电子产品的设计生产都需要更精密的电子测量仪与子相配合，这样我们就需要更为先进的测量仪表来为电子产品的开发提供支持，所以，精密的测量仪器将是电子行业发展的重中之重。 1.3多功能数字测量仪的特点数字多功能测量仪，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式多功能仪表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片的多功能数字测量仪，精度高、抗干扰能力强，可扩展尾强、集成方便，目前，由各种单片机芯片构成的多功能数字测量仪，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。多功能数字测量仪表具有以下几点特点：（1）显示清晰直观，计数准确为了提高观察的清晰度，新型的手持式多功能数字测量仪已普遍采用字高为26mm的大屏幕LCD。有些多功能数字测量仪表还增加了背光源，以便于夜间观察读数。（2）显示位数多多功能数字测量仪表的显示位数通常为3位半到8位半。（3）准确度高准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。它表示测量结果与真值的一致程度，也反映了测量误差的大小，准确度愈高，测量误差愈小。多功能数字测量仪表的准确度远优于传统的指针的多功能仪表。（4）分辨力高多功能数字测量仪表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称作仪表的分辨力，宏观世界反映了仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。（5）测试功能强多功能数字测量仪表可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV）、直流电流（DCA）、交流电流（ACA）、电阻（）、二极管正向压降、等等。新型多功能数字测量仪表大多增加了下述测试功能：读数保持

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