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摘 要

本次设计所设计的是基于单片机的电流电压的测量，采用单片机在线测量电压电流，一方面单片机实时显示电压、电流，另一方面将数据从串口发送出去。要求能测量电流电压，能进行挡位的自动调节。在本系统中电压电流信号，经量程自动转换模块交直流转换，减压、A/D转换、最后送单片机进行数据处理、数码管显示，同时将被测量值通过串口通信发送出去。A/D转换采用逐次逼近型A/D转换器（ADC0809），单片机采用低电压，高性能CMOS 8位单片机AT89C52，数码管采用4位共阳数码管，串口通信使用MAX232电平转换电路，将单片机的TTL电平转换为PC机的串口电平。

关键词：高精度 A/D转换 单片机

Microcontroller-based current and voltage measurement

ABSTRACT

This design is designed to measure current and voltage microcontroller-based, single-chip computer on-line measurement of voltage and current, while real-time display microcontroller voltage, current, on the other hand the data sent from the serial port. Can measure current and voltage requirements, the gear can be automatically adjusted. In this system, the voltage and current signals, the automatic conversion range AC-DC converter modules, vacuum, A/D conversion, and finally sent to the microcontroller for data processing, digital display, while the measured value will be sent out via serial communication. A/D converter uses successive approximation type A/D converter (ADC0809), single-chip low-voltage, high-performance CMOS 8-bit microcontroller AT89C52, digital control using four common anode digital, serial communication using MAX232 level converter circuit, the SCM TTL level converter to the PC's serial port level.

Key Words: high-precision; A / D converter; microcontroller

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 数字电流表电压表概述 1

1.2 电子测量概述 2

1.3 本论文主要任务 3

1.4 论文结构安排 3

第二章 电流电压测量系统设计 4

2.1 系统总体方案规划 4

2.2 系统器件的选择 4

2.2.1 CPU控制模块 4

2.2.2 电流电压测量模块 5

2.2.3 A/D模数转换模块 6

2.2.4 显示模块 6

2.2.5 通信模块 6

第三章 电流电压测量的硬件系统实现 8

3.1 芯片介绍 8

3.1.1 ADC0809介绍 8

3.1.2 AT89C52介绍 10

3.1.3 MAX232介绍 11

3.2 电流电压测量模块 12

3.2.1 电流测量电路 12

3.2.2 电压测量电路 13

3.2.3 整流滤波电路 14

3.2.4 电流电压测量总电路 15

3.3 A/D模数转换模块 15

3.4 单片机控制模块 16

3.4.1 单片机外围电路的设计 17

3.4.2 电源电路 19

3.5 数码管显示模块 19

3.6 通信模块 20

第四章 软件设计 21

4.1 系统的总设计原理 21

4.2 A/D转换子程序设计 22

4.3 数码管显示子程序设计 23

第五章 系统调试 26

5.1 检验电路板 26

5.2直流测量 26

5.3 交流测量 28

第六章 论文总结 30

参考文献 31

附录A 系统硬件原理图 32

附录B 系统源程序 33

致谢 39

第一章 绪论

1.1 数字电流表电压表概述

由单片机烧录程序控制的电流电压测量系统，在数字电流表电压表中占有十分重要的地位，同时在众多数字化仪表的行列中，数字电流表电压表又占着不可或缺的地位。许多数字仪器仪表都是由数字电流表电压表扩展而成的，包括：共有数字仪器仪表、特有数字仪器仪表以及各式不是电量的数字化仪器仪表等，差不多遍布了纯自动仪表、工业方面测量、电工电子测量等所有方面。电量以及非电量测量技术被共有以及特有数字仪器仪表（由DVM扩展而成）推到了一个崭新的台阶。

除此之外，数字式电流表电压表还有一些传统式指针电流表电压表所没有的优点，比如：清晰、精确的读数、较大的显示范围、很高的分辨率、较高的输入阻抗、较强的抗干扰能力等等。于是，去更深更全面地了解有关数字电流表电压表是完全需要的。但是古老的数字式电流表电压表的设计往往核心部分是大规模ASIC(专属集成电路)，此外还有少数中型大小集成电路及显示屏，但是此类方法没有很好的灵活性，系统功能比较单一，在扩展更新方面也不方便，满足不了在电子、工业方面的强大需求。而由单片机控制的数字电流表电压表，有着方便灵敏、扩展系统功能方便容易等优点。在上述情形下，我通过单片机来控制参数的测量还是很有价值的。

数字电压表（Digital Voltmeter）英文简称DVM，它运用的技术是数字化测量。通过此技术把输入的连续的直流模拟量转换为离散的、断断续续的数字量并加以用显示器显示出来。过去传统的电压表是指针式的，其不仅具有单一的功能、而且精度较低，满足不了人们在数字化时代的强烈需求；而如今数字电压表都是由单片机，通过程序控制，不仅拥有很强的抗干扰能力、较高的测量精度、方便集成等优点，同时还能与电脑进行实时数据通信。

数字电压表，是把等待测量的模拟电压输入量自动进行转变为开关量，接着对数字进行编码及译码处理，并最终作为数字量形式来进行表现出来的一种电量测试仪表，与其他电压表比，它具有主要优点如下：

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