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基于51单片机的万用表设计

发布时间:2020-07-03 发布时间:
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1 工作原理
万用表是电气、电子行业中常用的仪器之一,本文通过对MCS-51单片机进行电路及软件开发,实现电阻、电感、电容的精确测量,同时利用DDS芯片发生任意频率波形。其系统整体结构框图如图1所示。


单片机取得按键值,从而判断工作模式,具体测量不同类型由硬件或软件选通相应电路。
电阻:被测电阻与内部已知电阻串联,测其公共端电压与两电阻总电压。
电容:采用被测电阻与内部已知电阻构成RC CMOS振荡器,记录其频率通过C=l/πRf求得(C:电容值,R:电阻值,f:频率值)。
电感:利用被测电感与内部已知电容构成LC振荡电路,记录其频率通过求得(f:频率值,L:电感值,C:电容值)。
频率:将被测信号接入单片机单位时间内脉冲个数,以计算频率值f=m/t(f:频率值,m:脉冲个数,t:时间)。
信号发生:采用DDS芯片AD9850芯片。通过单片机控制其频率及相位。
数据储存:采用24C04 E2PROM进行数据的存储,实现数据调回。
2 电阻测量模块
2.1 电阻测量模块设计
如图2所示,基于AD芯片PCF8591的4路8位AD中的一路。由于此为8位AD,被测电阻Rx与Ro之间有Ro/256Rx256Ro,随本系统采用双档位的电阻测量。电路中R0有两个值,R01=30kΩ其测量范围为118Ω到7.68MΩ。Ro2=100 Ω其测量范围为0.3 Ω到25.6kΩ。Q1、Q2完成大小量程自动切换。




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