数字万用表的研究与设计

本科毕业设计

数字万用表的研究与设计

The Design of Digital Multimeter

系（院）名称：电子信息与电气工程学院

QQ 号：XXX

目录

中文摘要、关键词 (Ⅰ)

英文摘要、关键词 (Ⅱ)

引言 (1)

第一章课题的研究背景 (2)

1.1数字万用表研究的目的和意义 (2)

1.2国内外的研究动态及发展趋势 (3)

1.2.1国内研究概况 (3)

1.2.2国外研究概况 (4)

1.3数字万用表设计重点解决的问题 (4)

第二章数字万用表的总体设计方案 (5)

2.1课题设计的基本思路 (5)

2.2数字万用表的测量原理及电路平台 (5)

2.3数字万用表的硬件系统总体设计框图 (10)

2.4硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (11)

2.4.1 AT89S52芯片功能特性描述 (12)

2.4.2模数转换模块介绍 (13)

2.4.3显示模块介绍 (15)

2.4.4电源模块介绍 (15)

2.5数字万用表的硬件设计 (16)

第三章系统软件及流程图及仿真过程 (22)

3.1软件设计整体思路 (22)

3.2系统总流程图 (23)

3.3物理采集流程图 (24)

3.4系统仿真过程 (24)

结论 (26)

致谢 (27)

参考文献 (28)

附录A (29)

附录B (33)

数字万用表的研究与设计

摘要:本次设计用单片机芯片AT89S52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、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，显示芯片用TEC612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。我熟悉了设计的原理后就在proteus上画电路图，部分模块仿真实现了其功能。

关键词：数字万用表AT89S52单片机AD转换器

The Design of Digital Multimeter

Abstract：This design is design a digital universal meter with chip AT89s52 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 AT89s52one-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 uses2 TEC612, 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. I am familiar with the design principle after in the circuit diagram, proteus draw the part module simulation function.

Keywords：Digital Universal Meter; AT89S52 One-Chip Computer; AD changes-and-controls

引言

电流、电压和电阻的测量，一般被视为万用计的基本功能。早期万用表只能够测量的这三种度量单位的名称：安培、伏特、欧姆。现在的新设备，可以测量更多的度量；一些常见的附加功能，及其测量的度量单位包括：电感、电容、电导、温度、频率、占空比。数字万用表亦称数字多用表，是指可以直接测量电压、电流、电阻或其它电参量，其功能可任意组合并以十进制数字显示被测量的电测量仪表。它通常具有直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻等五种测量功能。采用大规模集成电路和微型计算机技术的数字万用表DMM(Digital MultiMeter)，具有测量精度高、分辨率高、输入阻抗高、自动量程转换、过载能力强、功耗低、功能全、显示直观、结构轻巧等优点，在电子测量领域显示出了强大的生命力。数字万用表的分辨率与精度：

(1) 分辨率

分辨率也称灵敏度，指数字万用表测量结果的最小量化单位，即可以看到被测信号的微小变化。例如：如果数字多用表在4V范围内的分辨率是lmV，那么在测量1V的信号时，你就可以看到lmV的微小变化。数字万用表的分辨率一般用位数或字表示。数字万用表分辨率是很重要的指标，就像你要测量小于1毫米的长度，你肯定不会用最小单位为厘米的尺子。

(2)精度

万用表的精度是指在特定的使用环境下，出现的最大允许误差。换句话说，精度就是用来表明数字多用表的测量值与被测信号的实际值的接近程度。对于数字万用表来说，精度通常使用读数的百分数表示。例如，1％的读数精度的含义是数字万用表显示100.0V时，实际的电压可能会在99.0V到101.0V之间。在详细说明书中可能会有特定数值加到基本精度中，它的含义就是，对显示的最右端进行变换要加的字数。在前面的例子中，精度可能会标为4-(1％+2)。因此，如果万用表的读数是100.0V，实际的电压会在98.8V到101.2V之间。