基于51单片机的数字万用表设计
基于单片机的数字万用表设计
基于单片机的数字万用表设计摘要本次设计用单片机芯片AT89C52设计一个数字万用表，能够测量直流电压值、直流电流、直流电阻，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
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AT89C52单片机作为主控芯片，驱动液晶显示管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
关键词数字万用表 AT89C52单片机 AD转换与控制AbstractThis design is design a digital universal meter with chip AT89C52 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 resistance, 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 designed to adopt AT89C52 one-chip computer as the top management chip, urge 4 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure 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一、设计背景数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。
单片机数字万用表设计
单片机数字万用表设计一、引言单片机数字万用表是一种多功能仪器，可以用于测量电压、电流、电阻等电气参数，广泛应用于电子工程、通信工程、无线电工程等领域。
本文旨在设计一款单片机数字万用表，结合单片机技术和模拟电路设计，实现功能齐全、精准度高、便携性强的数字万用表。
二、设计原理单片机数字万用表的核心部分是其测量模块，该模块能够接收被测电路的输入信号，并通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，然后经过单片机处理和显示模块的处理，最终将结果显示在液晶显示屏上。
整个设计流程主要包括以下几个方面：1.信号输入：设计合适的信号输入接口，能够接收被测电路的电压、电流、电阻等信号，并将其传输给ADC。
2.模数转换：通过ADC将模拟电信号转换为数字信号，通常选择12位或16位的ADC，以保证高精度的测量结果。
3.单片机处理：单片机接收ADC传输的数字信号，并进行处理计算，以得出测量结果。
4.显示模块：将测量结果显示在LCD液晶显示屏上，包括数值显示、单位显示等。
5.供电模块：提供适当的电源供电，保证仪器的正常工作。
基于以上设计原理，我们可以开始具体的设计工作。
三、电路设计1.信号输入接口信号输入接口是单片机数字万用表的核心部分之一，它需要能够接收不同类型的信号，包括电压、电流、电阻等。
为了实现这一功能，我们需要设计相应的信号接收电路，可以通过选择不同的接收电阻和放大电路，使之能够适应不同的输入信号。
对于电压信号的输入，可以设计一个简单的分压电路，将被测电路的电压信号转换为适合ADC输入的电压范围。
同时，为了避免输入电阻对被测电路的影响，可以选择高输入阻抗的运放作为信号接收器。
对于电流信号的输入，可以设计一个电流-电压转换电路，将电流信号转换为相应的电压信号，再进行ADC采集。
对于电阻信号的输入，可以设计一个简单的电桥电路，测量电阻值并将其转换为电压信号，再通过ADC进行采集。
2.模数转换模数转换部分选择12位或16位的ADC芯片，可以根据精度需求做适当选择。
基于1单片机的数字万用表
基51单片机的数字万用表设计摘要本文介绍一种以AT89S52单片机为核心的智能型数字式多用表,该系统采用AD0808为采样元件，对待测交直流电压信号进行实时采样，数据处理，输出显示，并可以直流电流和电阻，且具有键盘选择测量对象、量程和自动量程转换功能。
关键词：A/D转换器，单片机，模拟开关，自动量程转换第一章前言功能：实现交直流测量，量程自动转换，过电压自动报警。
仿真及编译软件：Proteus，Keil ，Wave主要元件：AT89C52，CD4511，AD0808，7段数码管（8个），蜂鸣器预定性能指标：直流电压：范围-40—+50V，精度20mv，实时无间断测量，4%。
交流信号：测量范围-5—+5V，频率范围：300Hz到100Khz误差5%。
初步方案及进展：小组成员及任务分配：组长：陈文豹硬件电路设计参数确定与调试组员：庞明软件程序设计邓玉龙资料查询并辅助电路设计数字万用表设计分析本设计可以分为直流电压测量电路；交流/直流转换电路；电流/电压转换电路；电阻/电压转换电路；功能控制和数据显示电路这五个的主要电路模块。
在设计直流电压测量电路时，利用反相比例运算电路，加上自己设计的四选一模拟开关，组成了一个直流电压测量电路。
但该电路在实践中存在问题，不能实现预期的结果。
做了适当的修改，改为由电阻、模拟开关和运放组成放大倍数可调的比例电路。
由于无论是指针式万用表还是普通的真有效值或平均值响应的数字万用表，其交流电压档的频率特性都较差，一般只能测量几十赫兹到几千赫兹的低频电压。
我发现对于指针式万用表造成频率特性较差的原因主要是万用表的分压电阻采用精密电阻器，其本身的分布电容较大，在对高频电压信号进行测量时，由于分布电容的容抗大为减少使得测量值明显低于实际电压值，而对于数字万用表除上述原因以外，另一主要原因是受平均值响应，转换器本身频率特性的限制。
但此缺陷可通过采用宽频带运算放大器加以改善。
因此，消除分压电阻器分布电容的影响就可以提高万用表工作频率的上限，大大改善其频率特性。
基于51单片机的万用表设计
基于51单片机的万用表设计
1 工作原理万用表是电气、电子行业中常用的仪器之一，本文通过对MCS-51 单片机进行电路及软件开发，实现电阻、电感、电容的精确测量，同
时利用DDS 芯片发生任意频率波形。
其系统整体结构框图如图1 所示。
单片机取得按键值，从而判断工作模式，具体测量不同类型由硬件或软件
选通相应电路。
电阻：被测电阻与内部已知电阻串联，测其公共端电压与两
电阻总电压。
电容：采用被测电阻与内部已知电阻构成RC CMOS 振荡器，记录其频率通过C=l／πRf求得(C：电容值，R：电阻值，f：频率值)。
电感：利用被测电感与内部已知电容构成LC 振荡电路，记录其频率通过求得(f：频率
值，L：电感值，C：电容值)。
频率：将被测信号接入单片机单位时间内脉冲
个数，以计算频率值f=m／t(f：频率值，m：脉冲个数，t：时间)。
信号发生：采用DDS 芯片AD9850 芯片。
通过单片机控制其频率及相位。
数据储存：采用24C04 E2PROM 进行数据的存储，实现数据调回。
2 电阻测量模块2．1 电阻测量模块设计如图2 所示，基于AD 芯片PCF8591 的4 路8 位AD 中的一路。
由于此为8 位AD，被测电阻Rx 与Ro 之间有Ro／256Rx256Ro，随本系统采用双档位的电阻测量。
电路中R0 有两个值，R01=30kΩ其测量范围为
118Ω到7．68MΩ。
Ro2=100 Ω其测量范围为0．3 Ω到25．6kΩ。
Q1、Q2 完成大小量程自动切换。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
基于单片机控制数字万用表论文
基于单片机控制数字万用表论文数字万用表是测量电路中电压、电流、电阻等参数的常用仪器，而数字万用表自身的控制也可以使用单片机来实现。
本文将介绍数字万用表的基本原理、单片机控制原理以及具体实现过程。
数字万用表原理数字万用表主要由模拟前端和数字处理两个部分组成。
简单来说，模拟前端模拟输入信号，然后经过模拟数字转换器转换为数字信号，这些数字信号经过一些处理后由显示装置显示出来。
数字处理器由数字显示、处理电路和自检电路组成，可以显示电压、电流、阻值等参数。
单片机控制原理单片机可以控制数字万用表的测量结果显示，并将测量结果存储在内存中。
如何实现单片机对数字万用表的控制呢？这里我们以AT89S52单片机为例，具体实现原理如下：1.程序开始时，单片机初始化各个端口和寄存器。
2.根据用户输入的测量范围，单片机控制相应的模拟前端电路，例如控制多路开关来切换不同的电压、电流信号等。
3.接下来是测量部分，单片机通过模拟数字转换器将输入的模拟信号转化为数字信号，并进行一系列的数据处理操作。
4.最后由显示装置显示所测量的电压、电流或电阻等参数。
实现过程硬件部分硬件部分主要由AT89S52单片机、MAX7219显示驱动芯片、模拟前端电路等组成。
1.模拟前端模拟前端主要包括采样电路、模拟数字转换电路、防抖电路等。
采样电路负责将电路中的信号输入数字万用表，模拟数字转换电路将采集到的模拟信号转化为数字信号，防抖电路则是为了保证数据的准确性而设置的。
2.显示部分显示部分主要由MAX7219驱动芯片和数码管组成。
MAX7219驱动芯片可以控制多个数码管，可以依次显示所测量的电压、电流或电阻等参数。
3.单片机控制单片机控制部分主要由AT89S52单片机和一些外围电路组成。
单片机需要编写相应的程序，通过控制模拟前端和MAX7219驱动芯片实现数字万用表的测量和显示。
软件部分对于程序的编写，我们需要考虑程序的实际效果以及使用的功能。
下面是本文使用的基本思路：1.初始化程序，包括初始化各个端口和寄存器。
基于51单片机可语音播放万用表的设计
基于51单片机可语音播放万用表的设计伴随着工业科技的不断进步，社会蓬勃发展已愈发迅速。
在各个领域都致力于提高生产的工作效率和提升产品的品质性能的大环境下，电子测量领域也尤为突出，紧跟新兴技术的步伐，不断进行革新和发展。
作为基础测量仪器的数字万用表用途广泛，其基本测量功能就包括交直流电压、交直流电流、电阻、频率等。
并不断推广到日常测量的方方面面。
但国内生产的数字万用表产品因为技术原因构造简单、功能单一、智能度低，不能满足消费者的需求。
因此，本设计以语音播报为切入点，提出一种高效率、智能化、抗干扰能力强的基于51单片机可语音播放万用表的设计。
标签：数字万用表；STC89C52；语音播报；LCD显示在当今科学技术日新月异的大爆炸时代，各种新型电子产品出现在市面上，极大地便利了我们的日常生活，提高了工作效率，提升了生活品质。
但伴随的问题也屡见不鲜，所以电子产品需要经过相关测试仪器的合格检测才能投放到市场。
而且当电子产品出现故障需要检测维修时，也需要使用测量仪器。
因此，尽快研制先进的测量仪器成为电子行业进程中的重中之重。
目前，数字万用表由于数显、检测及集成电路技术的高速发展，逐渐趋向小物理尺寸化、数字化、智能化、操作简易化。
而且在数字万用表中添加语音播放功能，也为万用表在使用性能方面实质性的开辟了一条新路径。
拥有了语音播放数值功能后，可以得到被测量数值和单位的准确读取结果，大大减少读数出错的可能性，降低了使用者的上手难度，变得更加简易快捷。
所以对可语音播放万用表的研究，在电子测量领域中意义重大。
1 系统总体结构本系统主要由STC89C52主控制器模块、测量电路模块、A/D转换模块、按键控制电路模块、语音播放模块和LCD液晶显示模块组成。
2 系统硬件电路设计测量电路：本模块是由转换開关和电压、电流、电阻测量电路组成。
通过转换开关可以选择测电压、电流或电阻。
直流电压测量电路由电阻分压电路和表头构成，通过改变串联的分压电阻的阻值而改变其量程，将基本量程200mV的量程扩展为三量程的直流电压档。
基于单片机的数字万用表设计
题目：基于单片机的数字万用表设计院系：姓名：学号：专业：年级：指导教师：职称：完成日期：摘要本设计用单片机芯片AT89C51设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值，交、直流电流，电阻，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、A/D转换和控制部分组成。
本设计主要针对万用表硬件以及软件部分的实现来展开。
研究内容包括两部分：硬件和软件。
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ADC0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89C51单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ振荡电路，显示芯片用TEC6122，驱动8位数码管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
关键词：数字万用表；A/D转换和控制；AT89C51单片机目录1 绪论11.1 数字万用表研究背景、目的和意义11.2 国内外研究现状11.3 研究内容和重点解决的问题11.4章节安排22 数字万用表的基本原理32.1 直流电压测量原理32.2 交流电压测量原理42.3 直流电流测量原理42.4 交流电流测量原理52.5 电阻测量原理63 数字万用表硬件介绍与设计83.1 硬件系统部分芯片介绍83.1.1 AT89C51芯片简介83.1.2ADC0809芯片介绍83.1.3 TEC6122简述133.2 数字万用表硬件设计133.2.1 分模块详述系统各部分实现方法133.2.2 电路工作过程描述184 系统软件设计与流程图184.1 电路功能模块184.2系统总流程图194.3 电压测量流程图194.4 电流、电阻测量流程图20结论20参考文献21致谢22附录231 绪论1.1数字万用表研究背景、目的和意义传统的指针式万用表功能单一精度低，不能满足数字化时代的需求，数字万用表是利用模数转换原理，将被测量数据转化为数字量，并将测量结果以数字的形式显示出来的一种测量仪表。
基于单片机的数字万用表设计
根据数字万用表的基本原理，设计一个万用表测量系统，符合以下设计要求：
基本要求
1、测量围：直流电压0.1V-100V；直流电流10mA-500mA；电阻100Ω-1MΩ。
2、测量精度：±5%。
3、使用按键或者拨码开关进行测量类型选择，并用LED液晶显示测量数值和单位。
1.1 数字万用表的主要特点
1、显示清晰、直观，读数方便准确
传统的指针式万用表必须借助于指针和刻度进行读数，读数过程中难免会引入认为的偶然测量误差(例如视差)，还容易造成视觉疲劳。新兴数字电压表则采用先进的数显技术，使显示结果清晰直观、一目了然。不仅保证了读数的客观、性与准确性，而且符合人们的读数习惯，能够缩短读数时间，提高读数准确度。例如，手持式数字万用表（HDMM）普遍采用字高为26mm的大屏幕LCD。有些数字万用表还增加了各种背光源，以便于夜间观察读数。
基于单片机的数字万用表硬件设计
The hardware design of digital multitester based on monolithic Integrated circuit
总计 毕业设计（论文）28页
表 格0个
插 图19幅
摘要
电压、电流、电阻、频率、流量、压力、流速和开关量都是日常生产和生活中常用的主要被控参数。其中，电压、电流、电阻和频率更是越来越重要。这样，做为测量电流电压等的万用表的地位就显得举足轻重，特别是高精度的数字万用表更是发挥着极其重要的作用。
关键词：数字万用表 AT89C51单片机 TLC2543模数转换器 AD转换与控制
Abstract
Voltage, current, resistance, frequency, flow, pressure, flow velocity and the switch quantity is monly used in daily life and production is mainly control parameters.Among them, the voltage, current, resistance and frequency is more and more important.Such as the status of measurement such as current voltage multimeter is important, especially for high precision digital multimeter is playing an extremely important role.This designusesAT89C51 microcontroller chip design a multi-function digital multimeter, able to measure dc voltage, dc current value, dc resistance and inductance and capacitance, OLED LCD display.This system consists of partial pressure resistance, shunt resistance, benchmark resistance, 51 single chip microputer minimum system, alarm, display part, AD conversion and control ponents.To make the whole system more stable, so as to protect the overall precision, circuit with the TLC2543 modulus conversion chip, single-chip microputer systemusesAT89C51 as the master control chip, with electric reset circuit on the RC and 12 MHZ crystal oscillation circuit.Cycle time consuming shrinkage to the shortest program at a time, so the effective guarantee the real-time performance of the system.Basic principle of this design is the use of analog circuits of various electric signals are collected, and then after amplifying circuit and filter circuit of A/D conversion, the converted digital value sent to SCM I/O port for data processing, and display.Including software using Keil piler environment, for C language ing modular design method, so as to realize the control algorithm of various kinds of electrical signal module, data acquisition module, LCD module and keyboard scan module, so as to ensure the normal operation of the system as a whole.
基于单片机实现数字万用表的设计
基于单片机实现数字万用表的设计何佳芬摘要数字万用表（DMM）亦称数字多用表，是目前在电子测量和维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。
但以往数字万用表电路复杂，且实现不易，为了简化数字万用表电路，本设计选择单片机为核心。
本设计的工作原理是测量时将所有测量参数值转换为直流电压值。
测量参数的选择是由键盘控制电路完成的。
单片机采样该直流电压值，再通过单片机内部的A/D转换将其转换成单片机所能处理的数字值，采集到单片机中，通过编写程序将该值还原为所测参数的真值，最后输送到显示和语音播报部分将其传送给测量人员。
本课题的设计是用已学的电子信息工程专业的专业知识，利用单片机设计出的一款数字万用表。
这款数字万用表除了具有测量电阻、电流、电压、电容等功能外，还具有语音播报功能，同时能把测量的结果在LCD显示器上显示出来。
关键词：数字万用表，单片机，A/D转换ABSTRACTDigital Multimeter (DMM), also known as the digital multipurpose table, is currently in electronic measurement and maintenance work in the most commonly used, the most effective tools of a number of instruments.But the past digital multimeter circuit complicated and difficult to achieve, in order to simplify the digital multimeter circuit, the design options for the microcontroller core.The design of the working principle is to measure when all measurement parameters for the DC voltage conversion value. Measurement parameters of choice is controlled by the keyboard to complete the circuit. SCM sampling of the DC voltage value, and then through the internal microcontroller A/D converter to convert SCM can handle the number of values, collected the SCM, through the preparation procedures for the reduction of the value The true value of measuring parameters, transported to the final broadcast of the show and voice will be transmitted to the measurement of its staff.This topic is designed to have been used in the electronics and information engineering expertise, the use of a microcontroller design a digital multimeter. The digital multimeter in addition to measuring resistance, current, voltage, capacitance, and other functions, but also a voice broadcast feature, and can measure the results in the LCD monitor on the show.Key words：Digital Multimeter(DMM), Single-chip micro-computer(SCM), A/D transformation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (3)1.1课题研究的背景及意义 (3)1.2本课题的研究现状和水平 (3)1.3数字万用表的发展趋势 (4)1.4本设计实现的技术指标 (5)2 方案分析与选择 (6)2.1设计方案 (6)2.2方案论证 (8)3 系统硬件设计 (9)3.1凌阳SPCE061A简介 (9)3.1.1 总述 (9)3.1.2 性能 (9)3.1.3 结构概览 (9)3.1.4 芯片的引脚排列和说明 (10)3.1.5 特性 (11)3.2系统硬件设计 (15)3.2.1 参数测量电路的设计 (15)3.2.2 键盘控制电路的设计 (28)3.2.3 语音播报和显示电路的设计 (29)3.3电源电路的设计 (30)4 系统软件设计 (33)4.1主程序设计 (33)4.2子程序设计 (34)4.2.1 声音功能子程序的设计 (34)4.2.2 键盘扫描子程序设计 (36)4.2.3 采样子程序设计 (37)5系统组装与调试 (41)5.1系统组装 (41)5.1.1 PCB制作 (41)5.1.2 元件焊接 (41)5.2系统调试 (41)5.2.1 硬件调试 (41)5.2.2 软件调试 (42)5.2.3 综合调试 (42)5.3误差分析 (42)6 结论 (44)参考文献 (45)附图A 源程序 (46)附录B 总电路图 (55)致谢 (56)1 前言1.1 课题研究的背景及意义随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理数据处理以及数字信号处理（DSP）等领域。
基于单片机版数字式毫欧表的设计
方案三、伏安法测电阻
图2-3伏安法测电阻原理图
伏安法测电阻是最简单最常用的一种方法，它是利用欧姆定理: 来实现电阻的测量，通过测量得到被测电阻两端的电压和电流来计算得到被测电阻的阻值，这样更适合单片机处理数据。
我国的电工仪器仪表行业可以说是在电子比较成功的一个领域了，因为它是为数不多的而不需要大量进口的一个行业，相反还有不俗的出口量，相对于芯片制造和集成电路方面这是一个非常好的现象，国内的相关企业对于这个行业重视也逐步提高，政府部门对于该行业的监管和质量的把关比较到位，对于新产品开发的重视也让这些企业从中获得很大收益，生产体系的建立与成熟，让生产更规模化、企业化，科技水平的提高使生产质量也得到了国际市场的认同。当然也是这个产业的技术要求并不是很高，按照我国现在的科技水平可以很好的满足这个行业国际要求的标准，生产出满足大多数应用领域所需的精度要求，而国内充足的劳动力资源是别的国家所不具备的一大优势，这样我们手握价格优势，再加上随着科技的发展，这个行业的发展空间空前的广阔。从毫欧表市场来看，目前我国的电子测试表行业发展日渐成熟，一些基础的中低档的电工仪器仪表常就不必细说了，单从一些高端的精密度更高的数字表来说，在2010年以后在国内的市场占有率就已经很高了，达到了80%以上，就目前的发展状况来说，未来几年内，我国的电工仪器仪表行业将飞速的发展。
关键词：毫欧表；恒流源；运算放大器；ADC模数转化；液晶显示
［关键词与摘要内容隔行书写，词条用小四号宋体字，词条间用分号（；）隔开，3-5个关键词］
单片机数字万用表设计
单片机数字万用表设计单片机数字万用表是一种现代化的计算工具，它能够测量各种电信号参数，比如电压、电流、电阻等。
由于其小巧精致，使用方便等优点而备受电子爱好者、电子工程师和电子技术爱好者的喜爱。
那么，今天我们就来了解一下单片机数字万用表的设计吧。
一、单片机数字万用表的基本构成单片机数字万用表主要由单片机模块、测量模块、显示模块、键盘输入模块组成。
1.单片机模块单片机模块是单片机数字万用表的主要控制中心，它是整个数字万用表系统的核心。
它通过接收来自测量模块的输入信号，进行运算，计算出相应的电信号参数。
通过与显示模块之间的通讯，向用户展示测量结果。
2.测量模块测量模块是单片机数字万用表的重要组成部分，它主要用于采集被测量的电压、电流、电阻等电信号参数，并将其转换为数字信号脉冲，然后通过单片机模块进行数字处理。
3.显示模块显示模块是单片机数字万用表中的一个非常重要的组成部分，它主要负责将经过单片机处理的结果展示给用户。
显示模块通常采用液晶、LED等现代电子显示技术，以实现明确、清晰、易读的数字显示。
4.键盘输入模块键盘输入模块是单片机数字万用表中另一个重要的组成部分，它使用户可以通过按键操作实现选择不同的测量功能、设置参数等。
二、单片机数字万用表的特点1.精准度高由于单片机数字万用表的设计采用数字化技术进行测量和计算，效果相对于传统的模拟万用表更加精准，因此可以提高测量精度。
在实际应用中，一些精密测量场合，如医疗电器、科学研究中都能够应用数字万用表实现更精准的测试。
2.智能化由于单片机模块的应用，数字万用表具备自动识别、自动范围、自动修整和自动校准等功能。
通过人机接口，数字万用表可以根据被测电信号的实际情况，实现智能感应和智能调整。
3.使用方便数字万用表设计紧凑，小巧轻便，便于携带和使用。
而且，数字万用表的人机界面友好，通过LED或LCD显示屏幕显示结果，使得用户一目了然，并且方便上手。
三、单片机数字万用表的应用场景1.电器故障排查在电器故障排查中，最常见的是在物体电路中提取不同的电信号参数，通过分析来定位故障原因。
基于51单片机的数字万用表毕业论文(设计)
第1章概述1.1 本课题研究背景及意义数字万用表是电测技术中的一种常用仪表。
它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果和电测技术结合在一起，具有使用方便、灵敏度高、测量速度快、量程宽、过载能力强、输人阻抗高、指示值具有客观性(不存在视觉误差)、扩展能力强等优点。
数字万用表迄今已有几十年的发展历史，最初它是由电子管或晶体管等分送立器件构成的，然后逐步向高精度，多功能，集成代，智能化的方向发展。
数字万用表的最大特点就是准确度高，测量误差较小，如 3 位(三位半)数字表准确度在~<i-0.5%～±21.5%的范围(数字表的准确度随机档限的扩展而相应增大，以最小量限准确度最高)简直可以与实验室中0.5级(误差≤0.5%)的指针表媲美。
而4 位的数字表准确则更高，在≤±0.05%～±0.15%的范围。
是0.1级、0.2级(误差≤±0.1%、i-0.2%)的高精密度指针仪表所无法比拟的。
而且数字表显示直观，观察数据极为方便，又不会引入视觉较差。
1.2 本课题的设计要求使用硬件的搭建及软件的编写实现简易数字万用表的功能，能进行直流电压、交流电压、直流电流和电阻的简单测量。
1.3 本课题的主要设计方案及预期研究成果本设计使用软硬件结合的方法，首先介绍了设计的方案，并简单说明了本设计与传统传统数字万用表设计方案的区别，主要是对一些主芯片的简介，其中有ICL7106、ICL7107、AT89S52、AD1674等；其次介绍前向通道各个模块的设计，包括芯片的选择和各个元器件参数的选择以及选参前的分析；接着介绍电路的焊接和调试，包括各个模块的分步调试和最后的整机调试以及对调试过程中碰到的具体问题的分析和解决；然后是对各类数据的测量与分析；最后是对本次设计的总结。
第2章设计过程2.1 方案介绍传统方案为:传统数字万用表一般都采用一片万用表专用A/D转换芯片和外围少量元件构成，此即纯硬件方案。
基于AT89S51单片机的数字万用表设计
基于AT89S51单片机的数字万用表设计摘要本次设计用单片机芯片AT89C51 设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51 单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD 转换和控制部分组成。
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AT89S51 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，显示芯片用TEC6122，驱动8 位数码管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
本文全面、深入、系统地介绍了4 3/4位智能数字万用表的系统设计与研究。
设计中采用了美国MAXIM公司生产的专配万用表芯片MAX134，以及Intel 公司生产的MCS8051单片机。
整个系统结构由MAX134外加一些外围元件构成，然后再与单片机8051相连，驱动LED数码显示。
文章主要介绍了MAX134的性能特点、内部结构、数字接口、输入输出数据及一些功能和原理。
整个设计包括硬件电路设计及软件设计。
硬件电路设计包括处理器、外部设备元件的选择及电路设计，而软件设计则主要是实现仪表的各功能的控制。
关键词数字万用表 AT89S51 单片机 AD转换与控制AbstractThis design is design a digital universal meter with chip AT89s51 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 resistance, 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 designed to adopt AT89S51 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 procedure contracts to get shortest, in this way the real-time character of the security system.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 designed to adopt AT89S51 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.Keyword: Digital universal meter AT89S51 one-chip computer AD changes and controls目录摘要 (i)Abstract (ii)1. 绪论 (4)1.1 数字万用表的主要特点 (4)1.2 数字万用表设计背景 (6)1.2.1 数字万用表的设计目的和意义 (6)1.2.2 数字万用表的设计依据 (6)1.2.3 数字万用表的设计目的和意义 (6)1.3万用表发展趋势 (7)2. 数字万用表总体设计方案 (8)2.1数字万用表的基本原理 (8)2.2数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (15)3. 选用芯片介绍及硬件电路设计方案 (16)3.1 芯片选择及功能简介 (16)3.1.1 AT89c51 芯片功能特性描述 (16)3.1.2 ADC0809 介绍 (19)3.1.2 TEC6122 简述 (21)3.2设计方案及数字万用表的硬件设计 (24)3.2.1 设计方案 (24)3.2.2 数字万用表的硬件设计 (26)3.2.2.1 分模块详述系统各部分的实现方法 (26)3.2.2.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (32)3.2.2.1电路的工作过程描述 (32)4. 系统软件与流程图 (33)4.1 电路功能模块 (33)4.2系统总流程图 (33)4.3物理量采集处理流程 (35)4.4电压测量过程流程图 (36)4.5电流的测量过程流程图 (38)4.6电阻的测量过程流程图 (39)4.7电容测量过程流程图 (40)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (44)1 绪论随着微电子技术的高速发展，单片机的功能集成化，智能仪器也发展到了一个新的阶段。
基于单片机控制数字万用表论文
斯証糸玄去％许彳胚棉它亂CQLIKt OF SCIINCI A3» TICN^LtWT Xlh JJ!l（； AftRlCULTClUL 佛1 越阳TY新疆农业大学科学技术学院课程名称：单片机原理与应用学生姓名：完成时间：专业班级系（部）摘要本课题设计了一个基于单片机的数字多用表，这种数字多用表以单片机AT89S52作为数据处理主控芯片。
首先，将输入的待测模拟信号经过A/D转换模块，转换成为单片机能够识别和处理的数字信号；然后，单片机对此数字信号进行数据处理；最后，测量结果通过LED显示模块显示出来。
本课题设计的数字多用表具有用途多、测量精确、性能稳定、携带方便等优点，是电子测量中最常用的工具之一。
它可以用来测量电压、电流、电阻等，操作起来非常简单，而且还可以进行功能扩展。
关键词：单片机；电子测量；A/D转换；LED显示1、 数字万用表设计的目的及背景 (1)1.1设计目的 .......................................................................... 1 1.2设计背景 .......................................................................... 1 2、 数字万用表设计的任务与要求 .. (1)2.1设计任务 .......................................................................... 1 2.2设计要求 .......................................................................... 1 3、 数字万用表的设计依据及要解决的问题 (1)3.1数字万用表的设计依据 ............................................................. 1 3.2数字万用表设计重点解决的问题 ..................................................... 2 4、 数字万用表的基本原理及设计特点 . (2)4.1数字万用表的基本原理 ............................................................. 2 4.2数字万用表具有以下几点特点 ....................................................... 2 5、 硬件设计 (3)....................................... 3 ........................ 3 主要性能 45.1.3 ................................................................................ 功能特性描述45.1.4单片机外围电路图 (4)5.2 A/D 转换电路 ...................................................................... 5 5.3 显示电路 ....................................................................... 5 5.4 电阻测量电路 ................................................................... 6 5.5 电压测量电路 ................................................................... 7 5.6电流测量电路 (7)6、 软件设计 (8)6.1 系统总流程图 ................................................................... 8 6.2物理量采集处理流程图 (9)总结 ..................................................................................... 10 参考文献 ................................................................................. 11 附录 . (12)附录1硬件设计整体结构图 ........................................................... 12 附录2数字多用仪表元件清单 ......................................................... 14 附录3程序代码源 . (15)5.1 单片机及其外电路5.1.2单片机 AT89S521、数字万用表设计的目的及背景1.1设计目的本课程设计是在学习先修课程《单片机原理与应用》之后，为加强对学生系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。
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基于51单片机的数字万用表设计摘要本文介绍一种以AT89S52单片机为核心的智能型数字式多用表,该系统采用AD0808为采样元件，对待测交直流电压信号进行实时采样，数据处理，输出显示，并可以直流电流和电阻，且具有键盘选择测量对象、量程和自动量程转换功能。
关键词：A/D转换器，单片机，模拟开关，自动量程转换第一章前言功能：实现交直流测量，量程自动转换，过电压自动报警。
仿真及编译软件：Proteus，Keil ，Wave主要元件：AT89C52，CD4511，AD0808，7段数码管（8个），蜂鸣器预定性能指标：直流电压：范围-40—+50V，精度20mv，实时无间断测量，4%。
交流信号：测量范围-5—+5V，频率范围：300Hz到100Khz误差5%。
初步方案及进展：小组成员及任务分配：组长：陈文豹硬件电路设计参数确定与调试组员：庞明软件程序设计邓玉龙资料查询并辅助电路设计数字万用表设计分析本设计可以分为直流电压测量电路；交流/直流转换电路；电流/电压转换电路；电阻/电压转换电路；功能控制和数据显示电路这五个的主要电路模块。
在设计直流电压测量电路时，利用反相比例运算电路，加上自己设计的四选一模拟开关，组成了一个直流电压测量电路。
但该电路在实践中存在问题，不能实现预期的结果。
做了适当的修改，改为由电阻、模拟开关和运放组成放大倍数可调的比例电路。
由于无论是指针式万用表还是普通的真有效值或平均值响应的数字万用表，其交流电压档的频率特性都较差，一般只能测量几十赫兹到几千赫兹的低频电压。
我发现对于指针式万用表造成频率特性较差的原因主要是万用表的分压电阻采用精密电阻器，其本身的分布电容较大，在对高频电压信号进行测量时，由于分布电容的容抗大为减少使得测量值明显低于实际电压值，而对于数字万用表除上述原因以外，另一主要原因是受平均值响应，转换器本身频率特性的限制。
但此缺陷可通过采用宽频带运算放大器加以改善。
因此，消除分压电阻器分布电容的影响就可以提高万用表工作频率的上限，大大改善其频率特性。
数字万用表简介数字万用表（DMM）亦称数字多用表，是目前在电子检测及维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。
它采用的数字化测量技术，通过对连续的模拟量（直流输入电压）的采样将其转换成不连续、离散的数字量，并以十进制数字形式显示出来。
由于内部采用了运放电路,内阻可以做得很大,往往在1M欧或更大(即可以得到更高的灵敏度)。
这使得对被测电路的影响可以更小，测量精度较高。
传统的指针式万用表功能单一、精度低，已经不能满足数字化时代的需求，而采用单片A/D转换器构成的数字万用表，具有读数方便、精度高，测试功能强、集成度高、微功耗、抗干扰能力强等特点，另外带有单片机的智能型数字万用表更是具有自动校准，自动测量，自动数据处理和实时通讯等多种功能。
目前，数字万用表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，示出强大的生命力。
与此同时，由DMM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
第二章电路设计§系统整体方案选择系统整体框图如下：系统框图下图为系统整体硬件电路：总原理图§ AD转换电路本设计采用直通方式如下图：AD0808连接图其中v0，v1，v2，v3分别作为待测信号，通过ABC选通并输入AD。
§信号及其处理直流电压测量电路：由于待测电压范围太大，高的可到500v，而AD只能参考输入为+-5V，所以对于未知信号，可以先衰减再测量。
信号分压与放大电路由于输入信号幅值未知，所以考虑安全因素，尽可能的将待测信号Vx经电阻分压后输入放大器进行范围判断。
因此，应尽可能大的使用大功率的分压电阻。
V1是VI经U3放大十倍后的信号，v2是VI经U5放大后的信号。
V0即为VI。
VI是待测信号衰减一百倍的信号，将VI输入给电压比较电路，进行范围判断。
电压比较阵列电路衰减后的信号经过以上比较器，可以大致划分为：0—5V，5—50V和50V以上等三个范围，即可以组成1档，10档，100档三个档位，将比较器的结果输入到单片机中，进行判断处理，当比较器C输出为逻辑0时，可以确定待测范围为0—5V，将v2送入AD测量。
当比较器C输出为1，比较器B输出为0时，可以确定待测信号范围为5—50V，将v1送入AD测量。
当比较器C和B输出为1时，可以确定待测信号范围为50v以上，将v0送入AD测量。
在处理数据时候，分别对转换结果乘以1,10和100，即可还原真实值。
大电压衰减测量：经单片机判断后，需对AD0808 的ABC引脚进行操作，选择通道输入。
对于0—5V信号，选择v2作为输入对于5—50V电路，选择v1作为输入对于50V以上的信号，选择v0作为输入对于50V以上信号可将输入比较器阵列的VI信号作为输入进行测量。
交流电压测量电路：交流/直流转换电路方案一：半波整流电路。
利用二极管的单向导电性，可以很容易的得到直流电压，且能满足设计要求。
方案二：采用真有效值转换芯片,性能参数方面也都能满足设计要求,并且还能测量非正弦波，但一般真有效值转换芯片价格比较贵。
鉴于此，故采用方案一。
如图所示所示,这个电路是利用低漂移单运算放大器741与二极管D1N4148组成平均值精密半波整流电路。
该电路可避免二极管在小信号整理时所引起的非线性误差，使交流/直流转换电路的输入电压与输出电压成线性关系，适合测量40-400Hz的正弦电压，测量准确度优于±1%。
交直流转换电路仿真图：精密半波检波仿真结果将信号进行半波整理，然后进行峰值检波，求出信号峰值，根据波峰因素等电路原理，进行处理，通过软件方式，求出有效值，进行显示。
电流/电压转换电路如图所示，普通模拟开关可以通过的电流很微小，所以通过单片机控制继电器来控制线路导通断开，将被测电流信号（0-500mA）转换为相应的电压信号（0-200mV），然后经过OP07将信号放大10倍，最后输入A/D转换器MC14433的Vin端。
1A/250V的熔丝管FU为限流保护电路，两个二极管1N4007构成保护为过压保护电路。
阻值为90Ω、9Ω的电阻采用误差为±%的精密金属膜电阻，而阻值为Ω、Ω的电阻通过的电流很大必须采用误差为±%的精密绕线电阻。
图电流/电压转换电路图[1]电阻/电压转换电路方案一：利用运算放大器采用反相比例运算的方法进行测量。
该方法实现比较简单，且能满足设计要求。
方案二：采用分压原理，利用流过标准电阻R0和被测电阻Rx的电流基本相等来得到电压与电阻的关系，但当电阻很小时电流过大。
鉴于此，故采用方案一。
如图所示。
稳压二极管1N4730A的稳压值为（即B点处电压值），采用运算放大器反相比例运算的方法，将B点处的电压值衰减到2V（即A点处电压值），单片机通过控制模拟开关MAX4618（超低导通电阻）选择适当的标准参照电阻R1 ，再利用运算放大器反相比例运算的方法，将被测电阻RX的阻值转换成与之相对应的电压量，输入A/D 转换电路。
电阻/电压转换电路的计算公式：UA/R1=Uin/Rx,推得：Rx=R1* Uin/ UA。
图电阻/电压转换电路图[2][1][2]图参考湖北经济学院郑娇毕业论文数字万用表设计§单片机控制与显示电路单片机及其外电路单片机及其外围电路主要是为系统提供稳定的时钟源和复位操作，详细电路如图：单片机及其外围电路显示电路4511用于对输出的数字信号译码，传送给4个共阴数码管，以进行动态显示。
§报警及电源端电路报警电路：蜂鸣器报警电路单片机经判断后，如果超过待测信号范围（即比较器ABC输出为111），用P3^7脚控制三极管的截止与开通，从而引发蜂鸣器开启，实现报警。
直流正负电压判断电路：正负电压判断电路将VI输入过零比较器比较器，输出结果给P00口，实现正负号判断，并显示第三章主要元器件介绍模数转换器ADC0808ADC0808是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。
它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
的内部逻辑结构由下图可知，ADC0808由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
2．ADC0808引脚结构ADC0808各脚功能如下：D7-D0：8位数字量输出引脚。
IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。
VCC：+5V工作电压。
GND：地。
REF（+）：参考电压正端。
REF（-）：参考电压负端。
START：A/D转换启动信号输入端。
ALE：地址锁存允许信号输入端。
（以上两种信号用于启动A/D转换）.EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。
OE：输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。
CLK：时钟信号输入端（一般为500KHz）。
A、B、C：地址输入线。
ADC0808对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。
地址输入和控制线：4条ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。
当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。
A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。
通道选择表如下表所示。
数字量输出及控制线：11条VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。
3．ADC0808应用说明（1）．ADC0808内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。
（2）．初始化时，使ST和OE信号全为低电平。
（3）．送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。
（4）．在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。
（5）．是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。
（6）．当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。
4．（1）．进行A/D转换时，采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕，若完毕则把数据通过P0端口读入，经过数据处理之后在数码管上显示。
（2）．进行A/D转换之前，要启动转换的方法：ABC＝110选择第三通道ST＝0，ST＝1，ST＝0产生启动转换的正脉冲信号.AD0808时序图主控芯片AT89C52单片机选择的是较为熟悉的AT89C52, AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。