发布时间 : 星期四 文章基于单片机的电压电阻测试仪更新完毕开始阅读bd1f259daeaad1f347933f3a
第1章 系统总体设计
1.1 设计目的
利用单片机STC89C52和ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0~5V之间的直流电压值和0~100KΩ之间的电阻值，利用液晶显示，要求使用的元器件数目尽量少。
1.2 功能要求
电路通电或按复位键时，通过改变电位器的阻值改变模拟输入电压，不断将模拟电压转换成数字量，通过液晶显示出所测得的模拟电压。在改变电压和电阻时，能够准确的测量出电压和电阻的变化值。
实现多级量程直流电压测量，其量程范围为0~5V；实现多级量程电阻测量，
10KΩ、100KΩ。 其量程范围为100Ω、
1.3 电压电阻测试仪工作原理
电压测量原理：这里主要是利用ADC0809模数串口芯片，ADC0809芯片
的基准电压脚外接电压为5V，则最大可以测得的电压为5V，ADC0809芯片的模拟输入脚通过电位器接5V电压，进行模拟采样，通过调整电位器的值改变模拟量。输入的模拟量经过ADC0809芯片的内部8位开关电容逐次逼近A/D转换器，转换成8为二进制数，其最小的分辨率为0.0196（VREF=0.0196V)，D为转化的数字量，再通过 VIN?测得电压显示出来。
D?RREF 可以求得模拟电压，最后通过液晶就可将所2551.4 设计方案
要实现电压、电阻的测试有多种方案，其中两种比较简单的且精确度比较高的可以分别采用并行ADC0809芯片和TLC549芯片，其中各芯片都有可取之处。
方案一：用TLC549串行芯片作模数采样芯片，占用的单片机的I/O口线少，
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且占用电路面积小，只是编程复杂点。
方案二：用ADC0809并行芯片作模数采样芯片，需要占用一个I/O口，不过可以循环采样8路模拟通道，占用板子的面积大，编程相对来说简单点。
本设计采用方案二，采用常用的52单片机作为控制芯片，ADC0809芯片的CLK时钟信号脚接单片机的ALE脚； ADC0809的参考电压接VCC，IN0接输入电压，IN1接输入电阻，ADC0809通过采样进来的数据信号送给单片机，再通过Vin?D?RREF 计算可以得到电压值，再通过显示电路，将所求得的电压值显
255示出来。通过调节连接IN0引脚的电位器及可以调节电压是电压在0~5V左右变化。电阻测量则通过运算放大器设计比例电路，通过控制给定的基准电阻来控制
5.1KΩ、51KΩ，输入电压为测量电阻的范围，本设计设定的基准电阻分别为510Ω、+5V，那么运放放大倍数不能超过两倍，所以被测电阻范围只能大概为
1KΩ、10KΩ、100KΩ。
1.4.1单片机选型
随着微电子技术和超大规模集成电路技术的发展，单片微型计算机以其体积小、性价比高、功能强、可靠性高等独有的特点，在各个领域（如工业控制、家电产品、汽车电子、智能仪器仪表）得到了广泛的应用。本次设计采用STC89C52单片机。
STC89C52 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。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52具有以标准功能：8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串口片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直
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到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K字节在系统可编程Flash。其引脚图如图1-1所示。
图1-1 STC89C52引脚图
1.4.2 ADC0809介绍
ADC0809是一种8位逐次逼近型A/D转换器。带8个模拟量输入通道，
芯片内有通道地址译码锁存器，有输出三态数据锁存器，启动信号为脉冲启动方式，每个通道的转换时间大约为100μs，可以和单片机直接接口。其引脚图及内部结构图如图1-2所示。
(a) ADC0809引脚图
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CLKSTARTEOCIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN78路模拟量开关D08位A/D转换器三态输出锁存器D1D2D3D4D5D6D7ABCALE地址锁存与译码器VREF(+)VREF(-)IN0
（b） ADC0809内部结构图
由图2-3（b）可知，ADC0809由一个8路模拟开关，一个地址锁存与译码器、一个8位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IN0—IN7，允许8路模拟分量输入，共用A/D转换器 进行转换。三态输出锁存器用于锁存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。
IN0—IN7：8条模拟量输入通道。ADC0809对输入模拟量的要求是信号单极性，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保持不变，如若模拟信号变化太快，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化器进行转换。A，B，C为地址输入线，用于选通IN0—IN7上的一路模拟量输入。通道选择如表2.1所示。
数字量输出及控制线：11条。START为上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换。在转换期间，START应保持低电平。EOC为转换结
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