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1、精品学习资源基于 89C52 地数字万用表题目：基于 89C52 地数字万用表姓考名：号：欢迎下载精品学习资源基于 89c52 地数字万用表李志鹏测控 1601摘 要：近几年来，电子行业地进展速度相当快，电子行业地公司企业数目也不断增多. 这个现象带来地直接结果是电子行业方面地人才需求不断增多.所以，现在大多数高校都开 设与电子类相关地专业及课程，为社会培育大量地电子行业地人才.做过电路设计地工作人 员或者同学大多数使用万用表来测量一些元件参数或者电路中地电压电流.然而万用表有一 定地局限性，它只能测量有限种类地元器件地参数，对于电容和电感等一些电抗元件就无能为力了 .所以制作一种简便地电容电
2、感测量仪显得尤为重要，便利电路设计人员或者高校电子类专业地同学测量电路中需要用到地电容及电感地详细值.本次设计地思想是基于以上缘由提出来地.该系统以 STC89C52 单片机为掌握核心，搭配必要地外围电路对电阻、电容和电感参数进行测量.系统地基本原理是将电阻阻值、电容容值、电感感值地变化均转换成方波脉冲频率地变化，利用计数器测频后通过单片机做运算，最终运算出待测元件地各个参数并显示在1602 液晶屏幕上 .系统使用按键挑选被测元件类型，使用1602 液晶屏作为显示部分 .测量时，只需将待测元件引脚放在测试仪地输入端，用按键操作需要测量地参数，便可以很快测出被测元器件地参数，简便易用.试验测试结
3、果说明，本系统性能稳固，测量精度高.关键词： STC89C52 单片机、电阻测量、电压测量、电容测量欢迎下载精品学习资源目 录引 言 3第一章电路方案地比较与论证31.1 电阻测量电路方案地比较与论证31.2 电容测量电路方案地比较与论证61.3 电压测量电路方案地比较与论8其次章 核心元器件介绍 92.1 STC89C52 介绍 92.2 ADC0809 介绍 102.3 LM324 介绍 122.4 NE555 介绍 132.5 LM7805 介绍 152.6 1602 液晶地介绍 16第三章 电路设计 183.1 电源电路设计 183.2 电阻测量电路设计183.3 电容测量电路设计19
4、3.4 电压测量电路设计193.5 显示电路设计 203.6 总体框图 第四章 程序设计 2221欢迎下载精品学习资源4.1 主程序流程图 224.2 电阻测量流程图 234.3 电容测量流程图244.4 电压测量流程图25第五章 电路板制作275.1 PCB 电路布线 275.2 PCB 板制作 275.3 元器件焊接27第六章 电路仿真 276.1 电阻测量电路仿真 276.2 电容测量电路仿真286.3 试验数据记录2第七章 心得与体会 830参考文献31附录一 程序 32附录二 原理图 17附录三 PCB 板图 35附录四 元器件清单 36引 言在现代化生产、学习、试验当中，往往需要对
5、某个元器件地详细参数进行测量，在这之中万用表以其简洁易用，功耗低等优点被大多数人所挑选使用.然而万用表有肯定地局限性，比如：不能够测量容，所以制作一个简洁易用地电抗元器件测量仪是很有必要地.现在国内外有很多仪器设备公司都致力于低功耗手持式电抗元器件测量仪地讨论与制作，而且精度越来越高，低功耗越来越低，体积小越来越小始终是他们不断努力地方向.该类仪器地基本工作原理是将电阻器阻值地变化量，电容器容值地变化量和电压值地变化欢迎下载精品学习资源量通过肯定地调理电路统统转换为电压地变化量或者频率地变化量等等，再通过高精度AD 采集或者频率检测运算等方法来得到确定地数字量地值，进而确定相应元器件地详细参数
6、 .第一章 电路方案地比较与论证1.1 电阻测量电路方案地比较与论证 方案一：利用串联分压原理地方案VCCGNDRxR0图 1-1 串联分压电路图依据串联电路地分压原理可知，串联电路上电压与电阻成正比关系.测量待测电阻Rx和已知电阻 R0 上地电压，记为 Ux 和 U0.U xRxR0U 0方案二：利用直流电桥平稳原理地方案R1R2欢迎下载精品学习资源VCCR3GNDGRx欢迎下载精品学习资源图 1-2 直流电桥平稳电路图欢迎下载精品学习资源依据电路平稳原理，不断调剂电位器R3，使得电表指针指向正中间，再测量电位器电阻欢迎下载精品学习资源值. Rx方案三：利用555 构成单稳态地方案R2R3
7、R1欢迎下载精品学习资源图 1-3555 定时器构成单稳态电路图依据 555 定时器构成单稳态，产生脉冲波形，通过单片机读取高低电平得出频率，通欢迎下载精品学习资源过公式换算得到电阻阻值.由 fln 2 *1R12 Rx * C欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源得 Rx1 * 21ln 2 * f * CR1欢迎下载精品学习资源上述三种方案从对测量精度要求而言，方案一地测量精度极差，方案二需要测量地电阻值多，而且测量调剂麻烦，不易操作与数字化，相比较而言，方案三仍是比较符合要求地，由于是通过单片机读取转化，精确度会明显地提高 .故本设计挑选了方案三 .欢迎下载精品学习资源1.2 电容测量
8、电路方案地比较与论证方案一：利用串联分压原理地方案（原理图同图1-1）通过电容换算地容抗跟已知电阻分压，通过测量电压值，再经过公式换算得到电容地值.原理同电阻测量地方案一.方案二：利用沟通电桥平稳原理地方案（原理图同图1-2）欢迎下载精品学习资源Z1Z2e j 12 Z2Zxe j 2x 欢迎下载精品学习资源通过调剂 Z1、 Z2 使电桥平稳 .这时电表地读数为零 .通过读取 Z1、Z2 、Zn 地值，即可得到被测电容地值 .方案三：利用 555 构成单稳态原理地方案图 1-4555 定时器构成单稳态电路图依据 555 定时器构成单稳态，产生脉冲波形，通过单片机读取高低电平得出频率，通欢迎下载
9、精品学习资源过公式换算得到电容值.由 fln 2 * R112 R2 * Cx欢迎下载精品学习资源如 R1=R2, 得 Cx13 ln 2 * f* R1欢迎下载精品学习资源上述三种方案从对测量精度要求而言，方案一地测量精度极差，方案二需要测量地电容值多，而且测量调剂麻烦、电容不易测得精确值，不易操作与数字化，相比较而言，方案三仍是比较符合要求地，由于是通过单片机读取转化，精确度会明显地提高.故本设计挑选了方案三 .1.3 电压测量电路方案地比较与论证方案一：直接将被测电压值输入给模数转换器ADC0809 ，转换成数字量，再通过单片机运算，可地出被测电压值地大小.方案二：将被测电压分为三个不同
10、地级别：0.000.200 、 0.2002.00 、2.0020.00 ，分别将这三个档位地电压放大不同地倍数，使其输入模数转换器ADC0809地值在05V直接，便于模数转换器工作.这三个档位可以通过比较输入电压值地大小来自动挑选用哪一级地放大倍数 .其中输入电压调理电路如图：欢迎下载精品学习资源R1 2KR2 1KV 21+4U1:A312LM324111V 2-R7 200R102K R1110K412131R16U1:D14LM32410KOUTPUT0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源INPUTR3 2KR4 1KU1:B4576LM324114R122K3R1310K2V 2
11、1U+2:A1OUTPUT1欢迎下载精品学习资源R8 2K11LMV 32412-欢迎下载精品学习资源R5 2KR6 1KU1:C41089LM32411R142K R1510KR1710KU2:B4576OUTPUT2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源R9 20K11LM324R1810K欢迎下载精品学习资源图 1-5 电压输入信号调理电路上述俩种方案从对测量精度要求而言，方案一地测量精度极差，而且测量范畴只有05V ，范畴太小 .相比较而言，方案二仍是比较符合要求地，由于是通过单片机读取转化， 并且通过不同地放大倍数，精确度会明显地提高.故本设计挑选了方案二.其次章 核心元件介绍2.
12、1 STC89C52 介绍STC 单片机地优点：加密性强 ,很难解密或破解超强抗干扰：1 、高抗静电 ESD 爱护 2 、轻松过 2KV/4KV快速脉冲干扰 EFT 测试3 、宽电压，不怕电源抖动4 、宽温度范畴， -4085 5 、I/O 口经过特别处理6 、单片机内部地电源供电系统经过特别处理7 、单片机内部地时钟电路经过特别处理8 、单片机内部地复位电路经过特别处理9 、单片机内部地看门狗电路经过特别处理超低功耗：1 、掉电模式：典型功耗0.1 A2 、闲暇模式：典型功耗2mA3 、正常工作模式：典型功耗4mA-7mA4 、掉电模式可由外部中断唤醒，适用于电池供电系统，如水表、气表、便携
13、设备等. STC89C52 单片机最小系统原理图：欢迎下载精品学习资源2.2 ADC0809 介绍(1) AD0809 地规律结构ADC0809 是 8 位逐次靠近型 A/D 转换器 .它由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个 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，答应8 路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换 .三态输出锁存器用于锁存A/D转换完地数字量，当 OE 端为高电平常，才可以从三态输出锁存器取走转换完地数据.欢迎下载精品学习资源（ 2）AD0809 地工作原理IN0 IN7 ： 8 条模拟量输入通道ADC0809 对输入模拟量要求：信
14、号单极性，电压范畴是0 5V ，如信号太小，必需进行放大；输入地模拟量在转换过程中应当保持不变，如如模拟量变化太快，就需在输入前增加采样保持电路 .地址输入和掌握线： 4 条ALE 为地址锁存答应输入线，高电平有效.当 ALE 线为高电平常，地址锁存与译码器将 A ， B， C 三条地址线地地址信号进行锁存，经译码后被选中地通道地模拟量进转换器进行转换 .A， B 和 C 为地址输入线，用于选通IN0 IN7 上地一路模拟量输入 .通道挑选表如下表所示 .C B A 挑选地通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN5欢迎下载精
15、品学习资源1 1 0 IN61 1 1 IN7数字量输出及掌握线：11 条ST 为转换启动信号 .当 ST 上跳沿时，全部内部寄存器清零；下跳沿时，开头进行A/D 转换；在转换期间， ST 应保持低电平 .EOC 为转换终止信号 .当 EOC 为高电平常，说明转换终止；否就，说明正在进行A/D 转换 .OE 为输出答应信号，用于掌握三条输出锁存器向单片机输出转换得到地数据.OE=1 ，输出转换得到地数据；OE=0 ，输出数据线呈高阻状态 .D7 D0 为数字量输出线 .CLK 为时钟输入信号线.因 ADC0809 地内部没有时钟电路， 所需时钟信号必需由外界供应，通常使用频率为500KHZ ，
16、VREF （ +）， VREF （）为参考电压输入 .（ 3）、 ADC0809 应用说明a. ADC0809 内部带有输出锁存器，可以与AT89S51 单片机直接相连 .b. 初始化时，使ST 和 OE 信号全为低电平 .c. 送要转换地哪一通道地地址到A ， B， C 端口上 .d. 在 ST 端给出一个至少有100ns 宽地正脉冲信号 .e. 是否转换完毕，我们依据EOC 信号来判定 .f. 当 EOC 变为高电平常，这时给OE 为高电平，转换地数据就输出给单片机了.2.3 LM324 介绍LM324系列运算放大器是价格廉价地带差动输入功能地四运算放大器.电压范畴是3.0V-32V 或+
17、16V.LM324 地特点：1. 短跑爱护输出2. 真差动输入级3. 可单电源工作： 3V-32V4. 低偏置电流：最大100nA （ LM324A ）欢迎下载精品学习资源5. 每封装含四个运算放大器6. 具有内部补偿地功能 .7. 共模范畴扩展到负电源8. 8.行业标准地引脚排列9. 输入端具有静电爱护功能10. LM324 引脚图（管脚图）2.4 NE555 介绍555 集成电路开头是作定时器应用地，所以叫做555 定时器或555 时基电路 .但后来经过开发，它除了作定时延时掌握外，仍可用于调光、调温、调压、调速等多种掌握及计量检测 .此外，仍可以组成脉冲震荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用
18、于沟通信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等.它由于工作牢靠、使用便利、价格低廉，目前被用于各种电子产品中， 555 集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S 触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路地混合体.555 集成电路内部结构图：欢迎下载精品学习资源引脚图：管脚介绍：555 集成电路是8 脚封装，双列直插型，如图（A ）所示，按输入输出地排列可看成如图（ B）所示 .其中 6 脚称阈值端（ TH ），是上比较器地输入；2 脚称触发端，是下比较器地输入； 3 脚是输出端（ VO ），它有 0 和 1 两种状态，由输入端所加电平打算；7 脚是放电端（
19、DIS ），它是内部放电管地输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端地状态决定； 4 脚是复位端（ MR ），加上低电平常可使输出为低电平；5 脚是掌握电压端（VC ）， 可用它转变上下触发电平值；8 脚是电源端， 1 脚是接地端 .欢迎下载精品学习资源典型应用 555 震荡器电路：由 555 构成地多谐振荡器如图（a）所示，输出波形如图（b）所示 .2.5 LM7805 介绍三端稳压集成电路LM7805. 电子产品中，常见地三端稳压集成电路有正电压输出地lm78 系列和负电压输出地lm79 系列 .顾名思义，三端IC 是指这种稳压用地集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端.
20、它地样子象是一般地三极管， TO- 220 地标准封装，也有lm9013 样子地 TO-92 封装 .如图欢迎下载精品学习资源2.6 1602 液晶地介绍本设计使用地1602 液晶为 5V 电压驱动，带背光，可显示两行，每行16 个字符，不能显示汉字，内置含128 个字符地 ASCII 字符集字库，只有并行接口，无串行接口.1602 与单片机接口：接口说明：编号符号引脚说明编号符号引脚说明欢迎下载精品学习资源1VSS电源地9D2数据口2VDD电源正极10D3数据口3VQ液晶显示对比度调剂11D4数据口4RS数据 /命令挑选端（ H/L ）12D5数据口5R/W读写挑选端（ H/L ）13D6数
21、据口6E使能信号14D7数据口7D0数据口15BLA背光灯电源正极8D1数据口16BLK背光灯电源负极基本操作时序：读状态 输入： RS=L,R/W=H,E=H出： D0D7= 状态字读数据 输入： RS=H,R/W=H,E=H出：无输输1602 写操作时序图：写指令输入： RS=L,R/W=L,D0D7=指令码，E= 高脉冲输出： D0D7= 数据写数据输入： RS=H,R/W=L,D0D7=指令码，E= 高脉冲输出：无第三章 电路设计欢迎下载精品学习资源3.1 电源电路设计由于系统需要 +5V 、+12V 、 -12V 、0V 地电 ，所以电源供电是一个很关键地问题，经过不断地调试，最终选
22、定了如下地电路供电3.2 电阻测量电路设计P12P15P15 接一独立按键，当其按下时，NE555 地 3 引脚输出方波， 3 脚与 P12 相接，可通过程序测出其频率，进而求出Rx 地值，显示在1602 液晶屏上 .1000000欢迎下载精品学习资源Rxln 2 * 0.2 * f150欢迎下载精品学习资源3.3 电容测量电路地设计P13P16P16 接一独立按键，当其按下时，NE555 地 3 引脚输出方波， 3 脚与 P13 相接，可通过程序测出其频率，进而求出Cx 地值，显示在 1602 液晶屏上 .欢迎下载精品学习资源C1000000000000x pF 欢迎下载精品学习资源3 ln
23、 2 * f * 5100003.4 电压测量电路设计欢迎下载精品学习资源+4U1:D4R1 2KR2 1K3U1:A1R102KR1110K1213214LM324LM324111+20v-R7 200R1610KU1:BRV24R3 2KR4 1K54U2:A7%056R122KR1310K3LM32411211k1U2CLOCKR8 2K1LM3244U1:CR1710KR5 2KR6 1K108LM3244U2:B9R142KR1510K51716R9 20K11LM324R1810K26272812345U2IN0IN1 IN2IN3 IN4 IN5 IN6 IN7CLOCK10ST
24、ART6EOC7+5v25242322ADD A ADD B ADD C ALEOUT1 OUT2OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7OUT82120191881514171216VREF+ VREF-ADC0808OE93.5 显示电路设计欢迎下载精品学习资源LCD1LM016LRV1S1k欢迎下载精品学习资源50%D E S D E V V VES W0 1R RD D2 3 4D D D5 6 7D D D欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1 2 34 5 67 8 9 011 2 3 41 1 1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源U119XTAL118XTAL2
25、9RST29 PSEN30 ALE31 EA1P1.0/T22P1.1/T2EX3P1.24P1.35P1.46P1.57P1.68P1.7AT89C52P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6RP1139238337436535634733832921RESPACK-8222324252627281011121314151617P0.7/AD7P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15P3.0/RXD P3.1/T
26、XD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3.6 总体框图输入电压调理电阻测量电路单电容测量电路片机模数转换电路显示电路挑选电路欢迎下载精品学习资源第四章 程序设计4.1 主程序流程图开头进入按键挑选电阻挡电容挡电压挡进入电阻测量函数进入电容测量函数进入电压测量函数终止4.2 电阻测量流程图欢迎下载精品学习资源开头进入电阻测量函数测量频率运算阻值终止4.3 电容测量流程图欢迎下载精品学习资源开头进入电容测量函数测量频率运算电容值终止4.4 电压测量流程图欢迎下载精品学习资源开头系统初始采集
27、 020V通道的电压值采集值 20V否是采集 02V 通道的电压值否采集值2V是采集 00.2V通道的电压值显示当前电压值欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5.1 PCB 电路布线第五章 电路板制作欢迎下载精品学习资源使用 AD软件绘制电路原理图，待检查无误后生成PCB 板图，裁剪板子尺寸大小为10*15 ，将元器件排步在板子上，留意其合理性与美观性，然后就进行布线.由于采纳地是双面布线，所以肯定要认真.5.2 PCB 板制作将绘制好地 PCB 板打印纸转印纸上，肯定要留意打印正面是要镜像.然后现将覆铜板打磨洁净，再将印有图地转印纸固定在覆铜板上，用款头烙铁加热松香滴至转印纸，再用烙铁将
28、转印纸上地图烫至覆铜板.将需要地洞打好 .预备好腐蚀液，保持其温度为60 度左右，进行腐蚀 .腐蚀完以后进行打磨、清洗，PCB 板就制作好了，接下来就可以焊接了.5.3 元器件焊接焊接时肯定要留意，先焊接小元器件，再焊接大元器件，有些元器件要进行双面焊接， 肯定要留意 .焊接完，待检查无误后，就可以进行调试了.第六章 电路仿真6.1 电阻测量电路仿真仿真电路图：输出波形：欢迎下载精品学习资源6.2 电容测量电路仿真仿真电路图：输出波形：6.3 试验数据记录欢迎下载精品学习资源待测元件标示 波 器 测 量 结 果单 片 机 显 示 结 果待 测 电 阻称值频 率计 算 值相对误差频率计 算 值相
29、对误差（ ）（ Hz）（）（ %）（ Hz ）（ ）（%）100058821064.366.44579610949.40200032892021.741.09323320814.05240028412364.211.49280124251.04510013894992.452.11136551340.67R1000007309634.743.6571699240.761200061011559.603.67600118721.073900018438669.880.85182394841.2410000070101890.821.89681059305.9333000020356992.868
30、.18203605239.25待测电容标 称 值频率计 算 值相对误差频率计 算 值相对误差（ pF）（ Hz）（pF）（ %）（ Hz ）（ pF）（%）1007813119.5119.51761612323.00C4701953478.091.7219654791.91100008910491.094.9187108388.38待测电压输 入值万用表测量值（ V ）0.0160.0158V0.160.1591.61.6011615.98第七章 心得与体会这次课题地论文和设计是我这高校期间干地最有意义地事之一.从最初地选题，开题到写论文直到完成论文 .其间，查找资料，老师指导，与同学沟通，反
31、复修改论文，每一个过程都是对自己才能地一次检验和充实.通过这次实践，我明白了简易电阻、电容和电压测试欢迎下载精品学习资源仪地用途及工作原理，熟识了其地设计步骤，锤炼了设计实践才能，培育了自己独立设计才能 .这次课程设计收成很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己地制作才能 .这么一次锤炼可以学到书本里很多学不到地学问，坚强、独立、摸索等.但是课程设计也暴露出自己专业基础地很多不足之处.比如缺乏综合应用专业学问地才能，对材料地不明白等等 .由于才能有限，未能做到精确测量电阻、电容和电压，某些测量结果误差， 测量范畴较小，感到有点儿遗憾.这次实践是对自己所学学问地一次大检阅，使我
32、明白自己学问仍很不全面 .本设计是在老师地细心指导和勉励下完成地.在此，谨向老师和帮忙我地同学表示诚心地感谢！此外，我仍要感谢在我地论文中全部被援引过地文献地作者们，他们是我地学问之源！最终，再次向全部赐予我帮忙和勉励地同学和老师致以最真诚地谢意！欢迎下载精品学习资源参考文献1 江晓安，董秀峰 .模拟电子技术 .陕西：西安电子科技高校出版社，2021.32 张金，左修伟，黄国锐，周生.电子设计工程师之路 .北京：电子工业出版社，2021.13 王昊，李昕 .集成运放应用电路设计360 例.北京：电子工业出版社，2007.14 张新，陈跃琴 .51 单片机应用开发25 例.北京：电子工业出版社，2021.105 江晓安 .数字电子技术 .陕西：西安电子科技高校出版社，2021.66 潘明 .单片机原理与应用技术.北京：清华高校出版社，2021.1附录一 程序#include #define LEDDATA P0#define v20_onADC=0；ADB=0 ； ADA=1 ；/宏定义不同量程，不同地开关状态#define v2_onADC=0；ADB=