基于51单片机的多功能智能数字万用表论文正文(6)

2020-06-03 10:52

3.2.2 电路工作过程描述

此工作当然是要求在正确的程序都写入了各个芯片中才能完成工作,当开关要测量电压、电流或者电阻时,则根据不同的量程需要分别选择不同的量程开关,于是便得到最准确的测量数据。AT89C51的P1口做为TLC2543的数据总线,P0作为液晶显示SPI总线输出。P1.0、P1.1、P1.2、P1.3作为TLC2543的控制线。TLC2543将测量的量转换成单片机能识别的量之后由所给程序控制输出,再送到显示芯片显示。显示芯片根据显示程序显示内容。本设计的原来要求是4位数码显示,但考虑到芯片TEC6122是驱动8位数码显示的,且电路复杂,故换成12864液晶显示,既可以显示中文,有可以很好的切换显示数字。切功耗小,视觉效果好。

4 系统软件与流程图

4.1 电路功能模块

由总体设计框图4-1,本万用表由以下几部分功能模块组成,复位电路、震荡电路、ADC输入、ADC使能控制、被测量显示、超限报警、等电路组成。程序中的子程序 功能模块主要分成3个,延时、ADC转换和显示,延时子程序在整个程序中多次被调用,ADC转换则是每次测量都会需要用到的,当进行测量时,TLC2543将被测量转换为2进制数发给单片机然后单片机根据软件协议送显示,显示子程序则包括一个8位字节的发送程序和一个TEC6122的驱动程序。

复位电路被测量显示振荡电路89C51超限报警ADC输入ADC使能控制

图4-1 功能模块设计框图

4.2系统总流程图

开始开始系统初始LED初始电压量程选择NP3.1=1?选择500V档位 Y使能A/D转换N显示是否小于50VYP3.2=1? Y转换结果N选择50V档位N单片机接收显示是否小于5VY超限否?选择5V档位送LED显示报警N结束返回结束 图4-2系统总流程图 图4-3电压测量流程图

4.3 电压测量流程图

电压测量流程图如上图4-3

4.4 电流、电阻测量流程图

电流的测量流程图如下图4-4; 电阻的测量流程图如下图4-5。

开始电流量程选择选择5A档位N显示是否小于500AY选择500A档位N显示是否小于50AY选择50A档位N结束返回图4-4电流测量流程图 开始电阻量程选择选择5M档位N显示是否小于500KY选择500K档位N显示是否小于50KY选择50K档位N显示是否小于5KY选择5K档位N显示是否小于500Y选择500档位结束返回图4-5电阻测量流程图

结 论

数字式万用表内部采用了多种振荡,放大,分频,保护等电路。所以功能较多,比如可以测量温度,频率(在一个较低的范围),电容,电感.或做信号发生器等等。由于内部结构多用集成电路,所以过载能力较差.(不过现在有些已能自动换档,自动保护等,但使用较复杂)损坏后一般也不易修复。数字式万用表输出电压较低(通常不超过1伏).对于一些电压特性特殊的元件的测试不便(如:可控硅,发光二极管等),由于数字万用表的测量范围很大,广泛应用于工业领域。本次设计比较简单,不过也有它的优点:高精度、低功耗、量程宽、可扩展性强等。

设计结果综述:

(1)数字万用表完成的功能主要是对电压、电流、电阻的测量,它主要由分流电阻、分压电阻、基准电阻、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。

(2)数字万用表属于一种测量工具,其本身的好坏直接影响到测量结果,因此上面的设计只是设计用来测量电压、电流、电阻,其它量的测量则要添加扩展功能。

(3)单片机部分和A/D转换部分是整个设计的核心,TLC2543的参考电压VREF=VCC,所以转换之后的数据要经过数据处理,在数码管上显示出电压值。实际显示的电压值(D/256*VREF);AT89C51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,使系统稳定运行。

(4)对于硬件的制作,由于布线麻烦,零件买不到,还有成本太高等原因,做起来复杂,焊接也很难,以致未能做出实物。


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