基于单片机的数字万用表设计

简易数字万用表设计目录1、设计任务。

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1设计目的...。

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2设计指标及要求.。

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12、设计思路与总体框图。

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.13、系统硬件电路的设计…….。

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23.1多用表主电路……...。

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2电阻测量输入电路…………………..。

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23.3电压测量输入电路.......。

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4电流输入测量电路.。

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34、系统的软件设计.。

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. (4)5、系统的设计仿真.。

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.55.1仿真原理图 (5)5.2实物图....。

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.. (6)5.3主要元器件功能介绍 (6)6、总结与体会…。

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206.1总结…。

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2体会…。

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.137、参考文献..。

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郑州电力职业技术学院毕业生论文题目：＿基于单片机的数字电能表设计＿＿系别＿＿＿电力工程系＿＿＿＿＿＿专业＿＿＿建筑电气工程技术＿＿＿班级＿＿建筑电气班＿＿＿＿＿学号＿＿＿ 09401060170＿＿＿姓名＿＿＿＿周莉＿＿＿＿＿＿＿论文成绩指导教师答辩成绩主答辩教师综合成绩答辩委员会主任目录摘要 (3)关键词 (3)一、工作原理 (4)1.1数字电流表的工作原理 (5)1.2电流采样电路的性能 (5)1.3显示电路与电流采样电路的逻辑关系 (5)1.4放大器 (5)1.5峰值保持电路 (10)A转换芯片 (13)1.6双积分型D1.7独立式非编码键盘的接口 (14)1.8 LED动态显示器接口及显示方式 (14)1.9 89C51单片机 (16)二、测量系统的总体结构设计 (20)2.1 系统框图 (20)2.2整机设计 (19)三、程序流程图 (23)四、实验结果 (26)参考文献 (2725)摘要本电流表各模块之间使用标准信号进行传输的，这些标准信号都符合国际标准。

国际电工委员会在1973年四月第65次技术委员会通过的标准规定了国际统一信号标准，过程控制系统的模拟直流信号为4到20MA，模拟直流电压信号为1到5伏，我国的DDZ-3型电动单元组合仪表采用了国际的信号标准。

关键词电流采样，A/D转换，放大器，单片机随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现，特别是单片机的出现，正在引起测量、控制仪表领域新的技术革命。

采用单片机作为测量仪器的主控制器，这种以单片机为主体的新型智能仪表将计算机技术与测量控制技术结合在一起，在测量过程自动化，测量结果数据处理以及功能的多样化方面都取得了巨大的进步。

基于单片机的智能综合仪表是基于智能化、数字化、网络化新一代智能仪表的设计理念，采用智能调理、灵巧总线、工业网络、液晶显示、电子储存技术，综合指示仪表、调节仪表、积算仪表与记录仪表功能．具有高测量控制精度、高可靠性稳定性的特点。

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 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：309810851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。

基于单⽚机的语⾳播报万⽤表设计基于单⽚机的语⾳播报万⽤表设计随着语⾳技术的发展，在数字万⽤表中增加语⾳播报功能，将为测量提供⽅便.系统采⽤单⽚机对⾼精度A/D转换模块对参数的测量提⾼了万⽤表测量精度，以LCD12864为显⽰模块加强数据显⽰，同时增加ISD4003作为语⾳播报芯⽚进⾏测量参数进⾏播报，实现了万⽤表数值的精确显⽰及播报，进⼀步提⾼万⽤表的实⽤性.1.引⾔万⽤表是⼀种最常⽤的电⼯测量仪表，⽬前主要使⽤的有两种，即模拟以指针万⽤表和数字式万⽤表.这两种万⽤表使⽤时存在⼀个共同的问题，就是测量时必须⽤眼睛观看被测点和刻度盘或数据显⽰屏，容易造成在观测测量结果时表笔脱离被测点，或者造成表笔⾦属极在相邻电路上短路.随着语⾳技术的发展，在数字万⽤表中增加语⾳播报功能，为万⽤表使⽤性能的实质性进步开辟了⼀条新的途径，有了语⾳播报数值功能，可以告诉测量数值和单位准确的确认读数的结果，⼤⼤减少读数出错的可能.不仅如此，本设计通过⾼精度A/D转换，提⾼万⽤表的测量精度，对其他电⼦仪器的改进有着重要的意义.2.系统硬件设计2.1 系统设计框图语⾳播报万⽤表，最主要⽬的是对万⽤表测得数值进⾏显⽰和播放.系统采⽤模块结构设计，主要由微处理器模块.万⽤表测量电路.⾼精度A/D电路.语⾳电路.显⽰电路以及按键电路模块组成，整体框图如图1所⽰.在图1 中，系统微处理器处理器采⽤AT89S52,它是⼀种低功耗.⾼性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，使得AT89S52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.万⽤表测量电路将各种测量值转化为电压信号，在通过⾼精度A/D电路将模拟信号转换为数字信号传送给单⽚机，再由单⽚机进⾏算法处理后输出到显⽰电路，LCD显⽰测得的电压值，语⾳播放电路根据单⽚机算法运算后寻找存储该数值对应的语⾳信号进⾏播报.2.2 ⾼精度A/D转换模块万⽤表的实现采⽤将各种测量数值转化为直流电压值，再将直流电压值通过⾼精度A/D转换为数字信号，进⼊单⽚机进⾏处理及输出.提⾼万⽤表精度的电压表的核⼼提⾼A/D转换的精度，系统采⽤16位A/D转换器AD7705将模拟电压转换为对应的数字量，并送⼊单⽚机，单⽚机对该数字量进⾏规格化处理.AD7705是16位AD转换器，外接晶体振荡器.精密基准源和少量去耦电容，即可连续进⾏AD转换.它采⽤了Σ-Δ技术，可以获得16位⽆误码数据输出.AD7705采⽤的三线串⾏接⼝，能够⽅便地与各种微控制器连接，也⽐并⾏接⼝⽅式⼤⼤节省了CPU的IO⼝[3]?采⽤AT89S52控制AD7705,对桥式传感信号进⾏模数转换，能直接将传感器测量到的微⼩信号进⾏AD转换.该器件还具有⾼分辨率.宽动态范围.⾃校准.优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等特点，⾮常适合仪表测量.采⽤16位A/D可将测量电压值精度根据数字信号±1的误差，数据输出公式为，1/65535*5V=0.00007V,也就是说在不改变电压量程时，可达到0.1mV的精度.单⽚机与A/D转换的连接如图2所⽰.2.3 万⽤表测量模块万⽤表测量范围包括直流电压.交流电压.直流电流.交流电流.电阻及电容等参数.为了扩⼤万⽤表的测量范围，增加电阻分流.分压等功能，该部分设计原理基本相同，本设计未作改进.在交直流转换及电阻测量⽅⾯的设计进⾏改进，提⾼测量稳定性.数字万⽤表中交流电压测量电路是在直流电压测量电路的基础上，在分压器或分流器之后加⼊⼀级交流-直流（AC-DC）变换器形成的，主要由集成运算放⼤器.整流⼆极管.RC滤波器等组成，还包含⼀个能调整输出电压⾼低的电位器，⽤来对交流电压进⾏校准之⽤，如图3为所⽰.系统中的电阻档采⽤的是⽐例测量法，由稳压管ZD提供测量基准电压，流过标准电阻0 R和被测电阻X R 的电流基本相等.所以A/D转换器的参考电压RFE U 和输⼊电压IN U 有如下关系：其电路如图4所⽰.2.4 显⽰电路模块为了能够更好的现实各种数字和符号，采⽤了12864LCD显⽰器等组成显⽰模块.AT89S52通过将电压信号的⼆进制值进⾏算法转换后的数值通过IO⼝输出到LCD显⽰实时数值，电路如图5所⽰.2.5 语⾳播放模块语⾳模块采⽤ISD4003语⾳录放芯⽚，是美国ISD公司推出的产品.该系列语⾳芯⽚采⽤多电平直接模拟存储专利技术，声⾳不需要A/D转换和压缩，每个采样值直接存储在⽚内的闪烁存储器中.ISD4003语⾳芯⽚采⽤CMOS技术，内含晶体振荡器.防混叠滤波器.平滑滤波器.⾃动静噪.⾳频功率放⼤器及⾼密度多电平闪烁存储陈列等，因此只需很少的外围器件就可构成⼀个完整的声⾳录放系统.芯⽚设计是基于所有操作由微控制器控制，操作命令通过串⾏通信接⼝送⼊.采样频率可为4.0Hz、5.3Hz、6.4Hz、8.0kHz,频率越低，单⽚录放语⾳时间8~16min.语⾳录放模块电路主要由L M 3 8 6功放电路.isd4003语⾳电路组成.LM386功放电路在放⾳电路中，输出端选⽤低电压通⽤集成功率放⼤器作为扬声器的驱动电路.isd4003语⾳电路，录⾳时通过外部按键控制录⾳的开始和停⽌.录完后，每段语⾳信号都存储在⼀个不同的地址段，播放的时候，只要找到该段语⾳的起始地址就能播放出相应的语⾳信号，语⾳录放电路如图6所⽰.3.软件设计万⽤表开启时进⼊测量及显⽰状态，并将显⽰的数值及对应的测量范围进⾏数字播报，主程序流程图如图7所⽰.语⾳播报程序设计将根据AD采集的电压信号进⾏算法转换后的数值寻找存储在语⾳芯⽚中的语⾳信息.每段语⾳都有⼀个不同的存储地址，要播放相应的语⾳信息，只要找到该语⾳信号的存储地址即可.流程图如图8所⽰.4.结论通过采⽤了⾼精度A/D转换模块对参数的测量提⾼了万⽤表测量精度，同时采⽤12864显⽰及语⾳播报芯⽚将通过语⾳和显⽰多种⼈机交互⽅式为测量提供⽅便，将进⼀步提⾼万⽤表的实⽤性.因此具有⾃动语⾳播报数值功能的语⾳万⽤表，会有较⼤的需求，设计具有较好的应⽤前景.。

基于单片机的具有语音功能的万用表的设计【摘要】本文主要介绍了以羚羊的16位单片机SPCE061A为核心，将待测电子元件的参数R、L、C转换成电路的频率，通过单片机的外部中断测量此振荡电路的频率实现对各个参数的测量。

此系统具有测量精度较高、便于使仪器仪表自动化、还能加入语音播报的功能使其更加智能化。

【关键词】SPCE061A单片机；三点式振荡电路；555多谐振荡电路；语音播放1.设计方案对电子元器件集总参数R、C、L的测量种类很多，方法也各有不同，但都有其优缺点。

一般的测量方法都存在误差较大、不易实现自动测量以及缺少报警机制，因而不能实现智能化测量。

这里我们在测量电阻R和电容C时采用单片机和555数字集成芯片结合的方式，将待测电阻R或电容C接入555数字集成芯片的外围电路中构成多谐振荡电路；在测量电感L时将待测电感L接入外围电路中构成电容三点式振荡电路。

上面三种测量电路都会产生频率为f的振荡信号，由于单片机的外部终端由低电平时触发，所以我们便可以将555数字集成芯片或电容三点式振荡电路产生的频率输入到单片机SPCE061A的外部中断入口，这样就可以将模拟量近似的转换为数字量，然后单片机通过内部公式计算将最终的电阻R的阻值、电容C 的电容值以及电感C的电感值输出到LED数码管上显示出来，这种数字化的处理使得仪表实现智能化。

不仅如此，我们还可以对超过量程的情况进行语音报警，单片机通过计数获得待测元件产生的频率f，如果频率f不在该量程所对应的频率f的取值范围，则单片机会产生语音播报，提醒用户更换量程。

2.系统各部分功能设计框图图1 系统各部分功能设计框图3.各部分电路设计3.1 电阻测量电路采用脉冲计数法对电阻进行测量，如图2（a）所示，将待测电阻接入555定时器构成多谐振荡电路通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小，具体参数见表1。

其振荡周期为（以量程一为例）：由上式得出待测电阻计算公式为：3.2 电容测量电路采用脉冲计数法对电容进行测量，如图2（b）所示，将待测电容接入555定时器构成多谐振荡电路通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小，具体参数见表1。

摘要随着中国经济的腾飞，人民生活水平的提高，对电能的需求日益增长，之前传统单一的费率政策已经不能满足需求，电网开始采用新的用电政策，用来平衡高峰用电和低谷用电，保证电网的安全稳定运行。

这就对电能表提出了新的要求，如今单片机技术已经广泛应用在各个领域，其有着价格低廉、技术成熟、运行安全稳定等优点，如今单片机控制的电能表逐步取代了传统的电能表。

根据题目要求，本设计采用STC单片机作为主控芯片，对线路实行单相测量，能实现实时测量电流、电压有效值和瞬时功率。

电能表带有报警功能，可自行设置报警阈值，超过阈值蜂鸣器报警，从而保护电路。

电能表采用模块化设计，采集部分分为电流采集模块，电压采集模块，功率因素采集模块，通过单片机自带的A/D转换器转换成可以处理的数字信号，经过单片机内部程序运算实现对电力参数的实时测量显示功能；单片机最小系统集成了LCD显示模块，通过LCD可实时查看电力参数；电源模块为双路输出，为单片机模块与采集模块分别提供5V与+-12V的稳定直流。

软件部分带有设置中断，可随时设置报警值，并根据采集数据转换成可读电力参数。

关键字：单片机；电能表；电力参数；实时显示；报警AbstractWith rapid development of Chinese economy, people's living standards improve and the demand for energy growing day by day. The traditional single rate policy has been unable to meet the demand. In this case ,the grid started the new electricity policy to balance peak power and low electricity, guarantee the safe and stable operation of power grids. This raise a new demand for electric energy meter ,now SCM technology has been widely used in various fields. It has the advantages of low price, mature technology , safe and stable, and now the electric energy meter which controlled by single chip microcomputer gradually replaced the traditional electric energy meter.According to the requirements of the topic, this design uses STC microcontroller as the main control chip, the circuit implementation of single phase measurement, can achieve real-time measurement of current, voltage effective value and instantaneous power. The electric energy meter has the function of alarming, which can set the alarm threshold, if this threshold is exceeded, super buzzer will alarm, so that can protect the circuit. Electric energy meter based on modular design, collecting part is divided into current collecting module, voltage acquisition module, and the power factor of the acquisition module, through the MCU built-in A / D converter that convert the digital signals which can handle, through the internal procedures in the microcontroller operation of electric power parameter measurement display function. MCU minimum system integration of the LCD display module, through the LCD real-time view of the power parameters; power module for the dual output, for the microcontroller module and acquisition module respectively 5V and +-12V to provide a stable DC. The software part is equipped with an interrupt, which can set the alarm value at any time, and can be converted into a readable power parameter according to the collected data.Keywords: microcomputer; electric energy meter; electrical parameter; real-time display; alarm目录摘要 (I)ABSTRACT................................................... I I 1 绪论.. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 发展情况 (1)1.2.1国际发展情况 (1)1.2.2国内发展情况 (2)1.3 发展趋势 (3)1.4 课题研究基本要求 (3)1.5 本章小结 (4)2 电能表电力参数与芯片选择 (5)2.1 互感器 (5)2.2 电能参数的测量 (5)2.2.1电压电流有效值 (5)2.2.2功率计算 (5)2.3 主控模块的选择 (6)2.4 显示模块 (7)2.5 AD转换 (7)2.6 本章小结 (7)3 硬件部分 (8)3.1 硬件整体结构 (8)3.2 主控芯片12c5a60s2 (9)3.2.1STC12c5a60s2最小系统设计 (9)3.3 LCD1602显示模块 (10)3.3.1LCD1602内部存储结构 (11)3.3.2初始化设定LCD1602指令 (11)3.3.3读写数据 (12)3.4 电流采集模块 (14)3.4.1 I-V变换部分电路： (14)3.4.2电压跟随器： (15)3.4.3精密整流滤波 (15)3.5 电压采样电路 (17)3.5.1运放采样 (17)3.5.2电压跟随器 (18)3.5.3精密整流滤波 (18)3.6 电源模块 (19)3.6.1桥式整流电路 (20)3.6.2稳压芯片电路 (20)3.7 功率因素检测电路 (21)3.7.1电路原理 (22)3.7.2时间相位换算 (22)3.8 本章小结 (22)4 软件设计 (23)4.1 软件思路 (23)4.2 显示程序 (23)4.3 主程序 (24)5调试 (25)5.1 硬件调试 (25)5.2 软件调试 (25)6 结论 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)附录一基于单片机的数字电能表设计电路原理图 (29)附录二基于单片机的数字电能表设计电路PCB图 (32)附录三基于单片机的数字电能表设计C语言程序 (35)1 绪论1.1 课题背景电出现在人类历史不过几百年的时间，但其发展之广泛，速度之快是人们意想不到的，这对电能表提出了每个时代不同的需求，人们最开始的时候使用的是电解化学电能表进行计费，而后发明的电磁感应电能表使用了将近一个世纪，虽对其做了诸多改进，技术成熟，但如今已难以满足时代的需求。

硬件选择方案：一、实验所需元器件1.A T89S51芯片1块2. AD0809芯片1块3. 74HC245 2块4. 4位一体数码1个5. 6MHZ 晶振1个6. 33pF电容2个7. 0.1μf滤波电容2个8. 10μf电解电容1个9. 按键开关1个10. 发光二极管1个11. 4.7KΩ精密电位器1个12. 510Ω电阻12个13. 8.2KΩ电阻1个14. 10KΩ电阻1个15. 导线若干二、主要元器件的介绍1、模数转换芯片ADC0809：ADC0809是典型的8通8位通道逐次逼近式A/D转换器，它可以喝微型计算机直接接口。

（1）ADC0809内部逻辑框图图1-2 ADC0809内部逻辑框图及引脚图ADC0809的内部逻辑框图如图1-2所示。

途中多路模拟开关可选通8路模拟通道，允许8位模拟量分时输入，并共用一个A/D转换器进行转换器，地址锁存器与译码电路完成对A、B、C三个地址位进行所存与译码（2）ADC0809的引脚ADC0809芯片为28引脚双列直插式装置其引脚排列图为1-2所示。

（3）ADC0809的工作原理首先输入3位地址，并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中，此地址经译码选通8路模拟输入之一的比较器。

启动端上升沿逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行，知道A/D转换完成。

EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已经存入锁存器，这个信号可用作中断申请，当OE输入为高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到输出总线上。

图1-3 ADC0809信号的时序配合2.数据处理及控制芯片AT89S51AT89S51是低功耗，高性能CMOS8位单片机，图1-4为内部总体结构，AT89S51内部含4K字节闪速存储器，128字节RAM，32个I/O口线，两个数据指针，两个16位定时器、计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

基于单片机的数字电压表设计数字电压表在电子技术中使用非常广泛，可以用来测量电路中的直流电压、交流电压以及各种信号的幅度等等。

基于单片机的数字电压表实现了数字电压的读取和显示，具有精确、稳定、易操作等特点，下面将介绍基于单片机的数字电压表的设计原理及实现方法。

一、系统结构基于单片机的数字电压表主要是由程序控制模块、模数转换模块和数字显示模块组成。

程序控制模块主要用来完成开机、校准、测试、功能选择等功能；模数转换模块主要将电压信号转换成数字量，供数字显示模块使用；数字显示模块主要将转换后的数字量显示在LCD液晶屏上。

二、硬件设计1.电源电路电源电路主要用来为电路提供稳定的电压和电流，本电路采用稳压电源芯片LM7805实现，稳压芯片输入端连接外部DC12V/1A电源，输出端连接电路板上的整个电路。

2.输入电路输入电路主要用来将被测电源的电压传递给单片机，常规情况下采用分压电路实现。

在本电路中，电阻R1和电容C1为RC滤波电路，起到滤波作用，防止干扰信号的影响；电阻R2是分压电路中的电阻，它根据电压值的不同设置不同的值，以保证被测电压在单片机内部转换过程中不会对单片机产生影响。

3.单片机模块单片机模块是系统的核心部分，本电路中选用STM32F103C8T6单片机实现模数转换和数码管控制，使用C 语言编写程序，通过模拟输入端口读取电压并进行模数转换，将得到的数字使用查表法将其转换为数码管控制脉冲，控制数码管的亮灭实现数字显示。

4.数字显示模块数字显示模块主要由七段数码管、LCD液晶屏幕、导线和电容等器组成，七段数码管用于展示测量到的电压大小，LCD 液晶屏用于展示功能选项、单位等信息。

导线是电路板内部连接线路，电容等器用来平滑电压波动。

三、软件设计1.引脚定义在程序中首先定义STM32F103C8T6单片机内存地址、输入输出引脚和电平状态，其中A0口用来读取被测电压；B0-B7口用来控制七段数码管的亮灭；C0口用来输出PWM，控制风扇的旋转速度；D0口用来控制蜂鸣器的开启和关闭。

基于单片机的数字电能表设计1系统总体设计方案数字化电能表机是由多个硬件模块组成的，它们各自具有各自的功能，在电能表机的硬件体系中起到了重要的作用。

利用MCU将模块与模块之间统一地联系在一起，最终构成了一个具有强大功能的智能电表系统，整体设计框图具体如下：硬件模块的详细信息：1.MCU：用于数据处理，运算，显示，通讯等的中央处理单元。

2.时钟：为电能计在不同的时间段和不同的速率下，给出准确的时间信息，以进行电能计量。

3.在显示方面，利用液晶显示器对累积的电量或其他信息进行显示。

4.内存：当 MCU中的 RAM断电时，会失去即时的资料，所以在外部插入一块内存，用以储存在各个时间点上的电能。

5.供电：利用电力转换对主网络中220伏 AC进行降压和整流，使其成为5伏 DC。

在停电时，也有专门的后备电池提供电力，以保证电量计的正常工作。

6.A/D变换：其基本功能是将所述模拟电气数据变换为能够被所述 MCU读出和工作的所述数字电气数据。

将 AC高电平信号变换为可由 MCU处理的低压电平信号的电流、电压取样模块。

2 系统硬件设计2.1 AT89C51单片机系统AT89C51单片机已从最初的 MCU控制器发展成为具有强大外部扩展功能的产品，其内部的4 K字节 FLASH存储器可以进行在线的电擦除、电写入以及利用编程器对其进行重复编程[5]。

除此之外，AT89C51系列的单片机还可以实现动态下载程序代码，还可以进行反复编程，因此受到了开发商和消费者的青睐。

2.2 ADC0832芯片ADC0832是一个8比特分辨率的双通道 A/D变换器，它采用了ADC0832芯片。

它小巧、兼容度高、价格比高。

ADC0832单片机的分辨率达到了256个量级，能够实现普通的模拟信号的变换。

本发明所提供之模拟输出电压范围为0至5V，刚好满足电能表所需之供电需求。

该芯片的变换过程只有32微秒，变换速率高，稳定性好。

采用了单独的晶片支持输入方式，使得多设备的挂起及微机的控制更为便捷[7]。

简易数字万用表设计辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计(论文）题目：简易数字万用表院（系）：电气工程学院专业班级：测控技术与仪器学号： 090301020学生姓名：王英会指导教师:起止时间：2012。

6。

18-2012。

6.29课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室: 测控技术与仪器注：成绩:平时20％论文质量60% 答辩20％以百分制计算摘要本课题介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计.该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块.A/D转换主要由芯片ADC0804来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。

数据处理则由芯片89S52来完成，其负责把ADC0804传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0804芯片工作.该系统的数字电压表电路简单,所用的元件较少，成本低,且测量精度和可靠性较高。

此数字电压表可以测量0—5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。

关键字：单片机；数字电压表；A/D转换; 80S52；ADC0804目录第1章绪论.................................... 错误!未定义书签。

第2章课程设计的方案. (1)2。

1概述 .................................... 错误!未定义书签。

2.2总体方案比较 ............................. 错误!未定义书签。

第3章硬件设计. (11)3.1电压采集 (4)3.2电流采集 (5)3.2电阻采集 (6)第4章软件设计 (7)4。

1程序设计总方案 (7)4。

2系统子程序设计 (8)第5章误差分析 (9)第6章课程设计总结 (10)参考文献 (11)第1章绪论社会的发展、科技的进步,离不开电子产业的推动。

基于单片机的数字电压表的设计与仿真摘要本文介绍一种基于AT89S52单片机的一种电压测量电路,该电路采用模/数转换芯片ADC0808，它具有转换速度快、高精度、单极性、调整VREF可改变其动态范围的特点。

测量范围直流0-5V，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，AT89S52的特点，ADC0808的功能和应用，LCD1602的功能和应用。

该电路设计新颖、精度高、可扩展性强。

关键词：电压测量;单片机;ADC0808；LCD1602AbstractThe introduction of a cost-based AT89S52 MCU a voltage measurement circuits,the circuits used.ADC0808,speed, high precision, unipolar, VREF can be changed to adjust the dynamic range characteristics. Measuring range DC 0-5V, the use of LCD liquid crystal display module that can communicate with the PC serial machine. Text gives the software and hardware systems focused on various parts of the circuit, introducing the principle of double integral circuit, AT89S52 features, ADC0808 features and applications, LCD1602 features and applications. The innovative circuit design, high accuracy, scalability, strong.Keywords:Voltage measurement; microcomputer; ADC0808; LCD16021．设计内容及要求1.1设计目的及主要任务1.1.1设计目的（1）学会根据已学知识设计具有某一特定功能的电路。

单片机课程设计说明书基于单片机的简易数字电压表的设计摘要本设计是基于52系列的单片机进行的数字电压表设计，所谓数字电压表就是能将测得的模拟量经过A/D转换转变为数字量，并在数码管上显示电压的读数，相比针式电压表有着测量数据准确明了，读数精度高的特点，类似数字式万用表，有着相当的实用性。

本次电压表设计主要由电压信号采样电路、A/D转换电路、数码管显示电路等电路组成。

关键词：数字电压表数码显示 A/D数模转换单片机1目录第一章设计内容和要求 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 设计目的 (3)1.3设计的任务要求和实现功能…....…………………………………………… .3第二章系统总体结构 (4)2.1 系统的总体结构框图 (4)2.2 各框图要实现的功能及相互关系 (4)第三章硬件设计 (5). 3.1电源电路 (5)3.2电压信号采样电路 (5)3.3 AT89C52单片机 (5)3.4时钟模块 (6)3.5 ADC模数转换芯片 (7)3.6驱动模块....……………………………………………………………………. ..93.7显示模块 (9)3.8上拉电阻部分....…………………………………………………………….. …10.第四章软件设计 (12)4.1 系统软件流程图 (13)4.2 主程序 (13)4.3 转换和显示程序 (13)第五章系统调试 (15)5.1硬盘调试 (15)5.2 调试过程中的故障现象及误差分析 (15)5.3 软件调试问题及解决 (15)第六章设计小结 (16)参考文献 (17)附录一：元器件清单 (18)附录二：原理图 (19)附录三：程序清单 (20)附录四：实物图 (23)任务书 (24)第一章设计内容和要求1.1设计意义通过本课题的设计，掌握电子设计的一般步骤和方法，锻炼分析问题解决问题的能力，学会如何查找所需资料，同时复习以前所学知识并加深记忆，为毕业设计打好基础，也为以后工作作准备，通过对选题的分析设计，学习数字电压表的工作原理，组成和特性，掌握数字电压表的校准方法和使用方法。

基于单片机的数字电能表设计初稿【引言】数字电能表是一种能够实时监测电能使用情况并进行数字化显示的设备，随着科技的发展，越来越多的数字电能表开始采用单片机作为核心控制器，以实现更高效、精准的能耗监测和数据分析。

在本文中，我们将探讨基于单片机的数字电能表设计初稿，以满足对电能监测精度和实时性的要求，提高电能管理的智能化水平。

【1. 单片机在数字电能表中的应用】单片机作为数字电能表的核心控制器，具有强大的数据处理和通信能力，可以实时采集电能使用情况并进行精确的数据处理。

单片机还可以实现对电能表的远程控制和监测，提高了电能管理的便捷性和智能化水平。

【2. 设计方案的选择】在选择单片机的还需考虑数字电能表的外设电路和显示模块，以及通信接口等方面的设计。

合理选择单片机的型号和外设电路方案，能够有效降低成本，并提高数字电能表的稳定性和可靠性。

【3. 数字电能表的精度和实时性要求】数字电能表作为一种用于精确监测和计量电能使用情况的设备，对精度和实时性要求较高。

我们在设计数字电能表时，需要充分考虑单片机的数据处理能力和精度，以及通信接口的稳定性和实时性，确保数字电能表能够准确地监测和显示电能使用情况。

【4. 个人观点和理解】在设计基于单片机的数字电能表时，我认为需要充分考虑单片机的性能和外设电路的选择，以及通信接口的稳定性和实时性。

还需要重视数字电能表的智能化水平和用户体验，使其能够满足不同环境下的电能监测需求。

【总结与回顾】数字电能表作为一种重要的电能管理设备，在实际应用中发挥着重要作用。

基于单片机的数字电能表设计可以有效提高电能监测的精度和实时性，实现远程控制和监测，为电能管理提供了更为智能化的解决方案。

结论：通过本文的探讨，我对基于单片机的数字电能表设计初稿有了更深入的理解，相信在实际设计中能够更加全面、深刻和灵活地应用这一概念。

以上是本次撰写的初稿，欢迎您提供建议和改动。

【5. 单片机选择与外设电路设计】在选择单片机时，需要考虑其数据处理能力、通信接口、电源管理以及稳定性等方面的性能。

基于单片机的数字多用表基于单片机的数字多用表设计摘要本次设计采用单片机芯片STC89C52与ADC0809设计一个数字多用表，能够测量交、直流电压值，直流电流，四位数码显示，但要求使用的元器件数目最少。

为使系统更加稳定，使系统的整体精度得以保障，本电路使用了ADC0809数据转换芯片，单片机系统设计采用STC89C52作为主控芯片，配以RC上电复位电路和震荡电路，程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。

关键词:数字多用表STC89C52单片机AD转换与控制目录第一章绪论 (1)1.1数字多用表设计背景 (1)1.1.1数字多用表的设计目的和意义 (1)1.2 数字多用表的设计依据 (1) (1)第二章数字多用表硬件电路的总体设计 (2)2.1数字多用表的硬件系统设计框架图 (2)2.2硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (3)2.2.1 设计方案 (3)2.2.2 STC89C52芯片功能特性描述 (3)2.2.3数码管显示器的结构及其工作原理 (6)2.2.4 A/D转换电路的设计 (7)2.2.5 各模块直接引脚连接方法 (10)第三章数字多用表的软件设计 (11)3.1系统总流程图 (11)3.2物理量采集处理流程 (12)3.3电压测量过程流程图 (13)3.4电流的测量过程流程图 (14)3.5 各模板仿真及源程序 (15)3.5.1 仿真图 (16)3.5.2 源程序 (16)3.6 器件清单 (25)第四章总结 (25)4.1 分析总结 (25)4.2 心得体会 (26)参考文献 (26)第一章绪论数字多用表亦称数字万用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。

它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。

传统的指针式多用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片的数字多用表，精度高、抗干扰能力强，可扩展尾强、集成方便，目前，由各种单片机芯片构成的数字电多用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。

基于单片机的万用表设计作者：周艳来源：《科技视界》2015年第04期【摘要】单片机技术被广泛的应用于现代的各行各业，针对单片机的设计也千变万化。

基于单片机设计的万用表可以用于测量交流电、直流电、电容、电阻和数字显码，本文采用AT89s52单片机设计一个万用表。

通过对此系统的设计研究51单片机系统的最好显示情况，各个部分的控制转换情况和报警情况，通过实验提高系统的芯片的稳定性，保证整个系统的精度，通过AD0809芯片进行数据转换，以AT89S52芯片单片机为主要的控制芯片，配合RC上电路复位和震荡电路的结合，显示单片机芯片6122，驱动以八位数码管进行显示。

程序在每一次执行的周期中逐步缩减，从而保证整个系统的实时性和有效性。

【关键词】万用表；单片机；设计0 引言数字万用表是采用数字测量技术对连续的模拟量进行系统的不确定有效转换，通过离散数字形式显示仪表。

原有的指针万用表的功能精度较低，不能较好的满足数字技术的需求，通过采用单片机数字万用表，增加万用表的功能精度，加强其抗干扰的能力，保证效率集中和方便。

目前，各类单片机已经广泛的应用于数字万用表、电工测量、工业化自动化仪表、自动化系统智能分析等各个电子行业，显现出其集聚强大的生命力量。

数字万用表具有较为清晰直观的数字显示，准确的数位，一般是3位或8位，通过准确的测量，高效的分辨率，宽范围的功能测量，通过输入阻抗较高，集成较高，消耗功率较低的方法进行单片机保护，从而提高单片机的抗干扰能力。

本文将针对万用表进行设计，直观的认识其基础的优点，深刻研究万用表的测量方法原理，认识万用表各个部分的结构和测试原则方法。

1 万用表的设计前提1.1 万用表设计目的万用表是一种基于电子仪器仪表进行有效测量的基本测量方法，被广泛的应用于电子工业测量和仪表检测方法，伴随着科技的快速发展，万用表的功能越来越扩大，促进电量测量技术水平的不断提高。

1.2 万用表设计的原理依据根据数字万用表的设计原理，对科学技术进行同步发展，是越来越多的直流电压值、电流值、电阻值和数码值可以有效的显示出来，直流电压的测量范围为200MV至500V，实现了多级的电压测量，直流电流范围为200MA到20A，实现了多级的电流测量，以这种方法进行分析，从而实现更多的相关数据的测量，从而有效的控制电流、电压、电阻和电容数据，及时处理报警问题，及时进行有效的AD转换和控制，使系统可以更加的稳定，保证整个系统数据的精准程度。

基于单片机的数字电能表设计基于单片机的数字电能表是一种用于测量电能消耗的仪表。

它可以帮助用户准确地了解家庭或工业用电的情况，并根据实际情况做出相应的调整。

数字电能表的设计基于单片机技术，单片机作为控制核心，具有高性能、低功耗的特点，能够满足电能表的各种功能要求。

通过单片机的控制，数字电能表可以实现电能的测量、显示和存储等功能。

数字电能表的测量功能是它最基本的功能之一。

它可以通过测量电流和电压来计算电能的消耗。

在测量过程中，单片机通过对电流和电压进行采样，并进行运算得出电能的消耗量。

通过数字显示屏，用户可以清晰地看到当前电能的消耗情况。

除了测量功能外，数字电能表还具有显示功能和存储功能。

通过数字显示屏，用户可以直观地查看电能的消耗情况。

数字电能表还可以将电能的消耗数据存储在存储器中，方便用户随时查看和分析。

这样，用户可以根据存储的数据来合理安排用电，节约能源。

数字电能表还具有报警功能。

当电能消耗超过一定阈值时，数字电能表可以通过报警装置提醒用户。

这样，用户可以及时采取措施，避免电能的浪费。

数字电能表的设计还需要考虑安全性和稳定性。

在设计过程中，需要对电路进行合理的布局和防护措施，确保数字电能表的安全可靠。

此外，数字电能表还需要具备抗干扰和抗干扰能力，以保证测量结果的准确性。

基于单片机的数字电能表是一种能够准确测量电能消耗的仪表。

它具有测量、显示、存储和报警等功能，能够帮助用户合理安排用电，节约能源。

数字电能表的设计需要考虑安全性和稳定性，以确保其正常运行。

相信随着技术的不断发展，数字电能表将在未来的家庭和工业领域得到广泛应用。