发布时间 : 星期一 文章基于单片机的多功能数字测量仪毕业论文设计更新完毕开始阅读f580f7fcbdeb19e8b8f67c1cfad6195f312be880
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多功能数字测量仪表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/秒”。它主要取决于A/D转换器的转换速率。一般多功能数字测量仪表的测量速率为2~5次/秒。有的能达到20次/秒以上，另有的一些比这个还要高得多。多功能数字测量仪表可满足不同用户对测量速率的需要。
（8）输入阻抗高
多功能数字测量仪表电压挡具有很高的输入阻抗，通常为10~10000MΩ，从被测电路上吸取的电流小，不会影响被测信号源的工作状态，能减小由信号源内阻引起的测量误差。
（9）集成度高，功耗低
新型多功能数字测量仪表普遍采用CMOS大规模集成电路的A/D转换器，整机功耗很低，3位半，4位半手持式多功能数字测量仪表的整机功耗仅几十毫瓦，可用9V叠层电池供电。
（10）保护功能完善，抗干扰能力强
多功能数字测量仪表具有比较完善的保护电路，过载能力强，新型多功能数字测量仪表还增加了高压保护器件，能防止浪涌电压。
1.4多功能数字仪的发展趋势
随着单片机技术和多功能数字测量仪技术的发展，未来多功能数字测量仪的发展有以下几点的发展趋势：
（1）广泛采用新技术和新工艺，不断开发新产品， 电子技术的进步，就能推动着多功能数字仪表的研制，新技术和新工艺的应用将被越来越广泛的应用，进一步实现小型化、复合化、精度高及可靠性高等。
（2）多重显示仪表。“数字/模拟条图”双显示仪表已成为国际主流，它兼有数字仪表准确度高，模拟使仪表便于观察被测量的变化过程及变化趋势这两大优点，多重显示仪表是在双显示仪表基础上发展起来的，此类仪表同时显示3组或3组以上的相关数据。
（3）安全性。仪器仪表的安全性对于生产对于生产厂家和用户都至关重要，一方面厂家必须为仪表设计安全保护电路，并使之符合国际标准：另一方面用户必须安全操作，时刻注意仪表上的各种安全警示。仪表的保护电路在于最大限度的减小和防止因误操作而造成的危害，将高电压或大电流输入到未加适当保护的仪表，会产生电弧，电火花，容易使仪表损坏甚至危及人身安全，所以国内外厂家对于安全性愈来愈重视。
（4）操作简单化。手持式仪表的操作日趋简单，单刀操作，单按钮手动量程是优先选择的方案之一，自动量程的操作键也不断在减少。为了便于单手操作，福鲁克公司采用一只定时功能的按钮，根据按下时间的长短，可以先择不同的功能，并能产生声、光提示信号。
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（5）VXI总线仪器系统。VXI是一种新型测量仪器的标准总线，VXI总线仪器系统则是面向21世纪的高科技产品，它的问世给电子测量领域带来了一场具有巨大历史意义的革命。VXI总线及测量系统于80年代末问世，并逐步实现了全球标准化，我国90年代初开始引进，现在已能自行开发主机箱和多种功能模块，并研制成不同用途的综合测试仿真系统，自动测试系统等。
1.5本设计的任务
本次设计的任务是设计一个多功能数字测量仪，根据设计任务要求，通过分块设计的方法，对硬件和软件分别进行设计，可实现如下的功能及要求： （1）完成系统的方案设计； （2）完成系统的硬件设计； （3）完成系统的软件设计；
（4）可以实现电压、电流、电阻、温度的测量； （5）具有按键、显示、计时和报警功能。
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第2章 总体设计方案及选用芯片介绍
2.1总体设计方案
本系统是由微控制器最小系统、显示部分、报警部分、量程选择电路（由分流电阻、分压电阻、基准电阻组成）、A/D转换电路和控制等部分组成。
本次设计拟用单片机AT89S52、ADC0809、DS18B20以及LCD1602液晶显示器设计一个多功能数字测量仪表，配合分流电阻、分压电阻、基准电阻可以实现电压值、电流值、电阻和温度等的测量，并配有按键、计时和液晶显示功能。基于设计要求，本次设计可实现四级量程的电压测量，其量程范围是200mV,2V,20V和200V；实现四级量程的电流测量，其量程范围是2mA ,20mA,200mA和2A；实现四级量程的电阻测量，其量程范围是200Ω,2K, 20K和200K.；能实现温度的测量 －55℃～+125℃的测量，并且有超出量程的情况发生时，蜂鸣器发声报警。
单片机最小系统主要完成单片机和其他外围电路的连接，通过程序的运行完成单片机对所测的电流、电压、电阻、温度等进行处理和显示；增益放大电路主要是采集并放大被测信号；A/D转换电路将采样放大电路送来的模拟信号转换成数字信号输入单片机，由显示电路对被测信号进行数字显示；按键输入电路进行物理量、量程、交直流的选择以及计时，当被测信号超过所选量程时进行报警。因此，可将整个设计过程分为硬件和软件来完成，按照需求设计多功能数字测量仪表：先按照硬件需求，研究硬件实现的框架结构和模块划分，再对软件设计进行分块设计。下图是多功能数字测量仪表的系统总体设计图2-1：
微控制器最小系统 按键输入 超限报警 液晶显示
图2-1 多功能数字测量仪系统总体设计图
被测信号电压、电流、电阻 通道选择与整形 增益放大 AD转换器 温度测量信号 5
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2.2芯片的选择及介绍
2.2.1 AT89S52芯片的介绍 （1）AT89S52引脚框图：
图2-2 AT89S52芯片引脚图
（2）AT89S52 主要性能：
1）与MCS-51 单片机产品兼容 2）8K 字节在系统可编程Flash 存储器 3）1000 次擦写周期 4）全静态操作：0Hz～33Hz 5）三级加密程序存储器 6）32 个可编程I/O 口线 7）三个16 位定时器/计数器 8）多个中断源
9）全双工UART 串行通道 10）低功耗空闲和掉电模式 11）掉电后中断可唤醒 12）看门狗定时器 13）双数据指针 14）掉电标识符
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