基于单片机的多功能数字测量仪毕业论文设计

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目 录

摘 要 .............................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................ II 第1章 绪论 ................................................................................................................. 1

1.1多功能数字测量仪的设计目的和意义........................................................... 1 1.2国内外研究现状............................................................................................... 1 1.3多功能数字测量仪的特点............................................................................... 2 1.4多功能数字仪的发展趋势............................................................................... 3 1.5本设计的任务................................................................................................... 4 第2章 总体设计方案及选用芯片介绍 ..................................................................... 5

2.1总体设计方案................................................................................................... 5 2.2芯片的选择及介绍........................................................................................... 6 2.2.1 AT89S52芯片的介绍 ............................................................................. 6

2.2.2 ADC0809芯片的介绍 ........................................................................... 8 2.2.3 DS18B20芯片的介绍 ............................................................................ 9 2.2.4 LCD1602液晶显示器介绍.................................................................. 11

第3章 多功能数字测量仪硬件设计 ....................................................................... 12

3.1电路工作过程描述......................................................................................... 12 3.2系统各部分实现方法..................................................................................... 12

3.2.1电源电路............................................................................................... 12 3.2.2输入端子............................................................................................... 13 3.2.3直流电流测量电路............................................................................... 13 3.2.4直流电压测量电路............................................................................... 15 3.2.5电阻测量电路....................................................................................... 18 3.2.6温度测量电路....................................................................................... 19 3.2.7交直流转换电路................................................................................... 20 3.2.8模数转换电路....................................................................................... 20 3.2.9报警电路............................................................................................... 21 3.2.10显示电路............................................................................................. 22 3.2.11单片机最小系统 ................................................................................. 23 3.2.12选择开关和按键................................................................................. 23

第4章 多功能数字测量仪软件设计 ....................................................................... 25

4.1系统设计目标................................................................................................. 25 4.2 C语言概述 ..................................................................................................... 25

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4.3软件设计思路................................................................................................. 25 4.4系统模块设计................................................................................................. 28

4.4.1初始化模块........................................................................................... 28 4.4.2 A/D数据采集和转换模块 ................................................................... 29 4.4.3数据处理模块....................................................................................... 30 4.4.4按键模块............................................................................................... 31 4.4.5显示模块............................................................................................... 32 4.4.6计时模块............................................................................................... 33 4.5量程选择框图................................................................................................. 34 总结 ............................................................................................................................. 35 参考文献 ..................................................................................................................... 37 致谢 ............................................................................................................................. 36 附录 ............................................................................................................................. 38

附录1.................................................................................................................... 38 附录2 .................................................................................................................. 39

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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

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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（Ω）、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（HOLD）、逻辑（LOGIC）测试等等。

（6）测量范围宽

多功能数字测量仪表可满足常规电子测量的需要。多功能数字测量仪表的测量范围更宽。

（7）测量速率快

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