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1、11目目 录录摘摘 要要 2关键词关键词 21 1 概述概述 31.1 设计意义 31.2 系统主要功能 32 2 硬件电路设计硬件电路设计方案方案及描述及描述 32.1 设计方案 32.2 主要元器件的介绍 42. 3 控制电路模块 132.4 元件清单 163 数字式电流表的软件设计数字式电流表的软件设计 163.1 系统程序设计总方案 163.2 系统子程序设计 174 数字式电流表的调试数字式电流表的调试 194.1 软件调试 194.2 显示结果及误差分析 205 总结总结 22附录附录 1.1.电路原理图及仿真图电路原理图及仿真图 23 附附录录 2.2. 程序代码程序代码 24
2、参考文献参考文献 2622基于单片机的简易数字电流表设计基于单片机的简易数字电流表设计摘要摘要数字电流表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件。数字电流表是建立在数字电压表的基础上，让电压表与电阻串联，其显示的是电流，数字电压表是把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式，并加以显示的仪表。数字电流表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起，成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支，数字电流表标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。本
3、设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用 AT89C52 单片机，A/D 转换采用 ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行 8 路其它 A/D 转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。简易数字电流测量电路由 A/D 转换、数据处理、显示控制等组成。关键词：单片机 AT89C51AT89C51 A/DA/D 转换 ADC0809ADC0809 数据处理331 1 . .概述概述1.11.1 设计意义设计意义通过课程设计，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
4、过对选题的分析设计，学习数字电流表的工作原理、组成和特性；掌握数字电流表的校准方法和使用方法；1.21.2 系统主要功能系统主要功能A A、利用 AD 转换芯片和精密电阻测量 020mA 电流B B、系统工作符合一般数字电流表要求2 2 硬件电路设计硬件电路设计方案方案及描述及描述 2.12.1 数字式电流表系统硬件设计数字式电流表系统硬件设计硬件电路设计主要包括：AT89S51 单片机系统，A/D 转换电路，显示电路。测量最大电流为20ma，显示最大值为 20.00ma。本实验采用 AT89S51 单片机芯片配合 ADC0809 模/数转换芯片构成一个简易的数字电流表。硬件电路设计由 6 个
5、部分组成; A/D 转换电路，AT89C51 单片机系统，LED 显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电流输入电路。硬件电路设计框图如图 2.1 所示。 时钟电路 复位电路A/D 转换电路测量电流输入显示系统AT89C51 P1 P2P2 P0 2.1数字式电流表系统硬件设计框图442.22.2 主要元器件的介绍主要元器件的介绍2.2.1 单片机 AT89S51AT89S51 是美国 ATMEL 公司生产的低功耗、高性能 CMOS 8 位单片机。图 4.2 和 4.3 分别为其实物图和内部总体结构图。AT89S51 片内含有 4k 字节 Flash 闪速存储器，128 字节内部 RAM，32个
6、 I/O 口线，看门狗(WDT)，两个数据指针，两个 16 位定时/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。同时,S51 可降至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89S51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要性能参数与 MCS-51
7、产品指令系列完全兼容；4K 字节在系统编程(ISP)Flash 闪速存储器；1000 次擦写周期；4.05.5 V 工作电压范围；全静态工作模式：0Hz33MHz；三级程序加密锁；128 字节内部 RAM；32 个可编程 I/O 口线；2 个 16 位的定时/计数器；6 个中断源；全双工串行 UART 通道；低工耗空闲和掉电模式；中断可从空闲模式唤醒系统；看门狗(WDT)及双数据指针；掉电标识和快速编程特性；灵活的在系统编程552.2.1 AT89S51 的引脚AT89S51 芯片为 40 引脚双列直插式封装，其引脚排列如图 2.2 所示。图 2.2 AT89S51 的引脚图(1)VCC：电源
8、电压；(2)GND：接地；(3)P0 口：P0 口是一组 8 位漏极开路双向 I/O 口，每位引脚可驱动 8 个 TTL 逻辑门路。对 P0口的管脚写“1”时，被定义为高阻抗输入。在访问外部数据存储器或程序存储器时，它可以被定义为数据总线和地址总线的低八位。在 FLASH 编程时，P0 口作为原码输入口；当 FLASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须接上拉电阻。(4)P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口的输出缓冲器可驱动 4 个TTL 逻辑门电路。对 P1 口管脚写入“1”后，被内部上拉电阻拉高，可用作输入。P1 口被外部下拉为低电平时
9、，将输出电流，这是由于内部接有上拉电阻的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为低八位地址接收。 。(5)P2 口：P2 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口的输出缓冲器可驱动 4 个TTL 逻辑门电路。对 P2 口管脚写入“1”后，被内部上拉电阻拉高，可用作输入。P2 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部接有上拉电阻的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在访问 8 位地址外部数据存储器时，66P2 口线上的内容，在整个访问期间不改变。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信
10、号和控制信号。(6)P3 口：P3 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P3 口的输出缓冲器可驱动 4 个TTL 逻辑门电路。对 P3 口管脚写入“1”后，被内部上拉电阻拉高，可用作输入。P3 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部接有上拉电阻的缘故。P3 口除了一般 I/O 线的功能外，还具有更为重要的第二功能。P3 口同时为 FLASH 编程和编程校验接收一些控制信号P3 口的第二功能端口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INTO（外部中断 0）P3.3/INT1（外部中断 1）P3.4T0（定时器 0 外部输入）P3.5T1（定时器 1 外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）(7) RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。(8) ALE/RPOG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6
