基于单片机的电流电压测量系统设计文献综述

 2021-11-07 10:11

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1.引言

随着电子技术的发展,在数字化、智能化、科技化为主的今天,数字电压、电流表已经成为电压、电流表设计的主要方向,并且有非常重要的地位。电学参量测量技术设计范围广,能应用的领域也十分广泛。本次设计所提供的是基于单片机的电压电流测量系统软硬件的设计。

本次设计中控制核心是52系列单片机。

2.设计方案

设计一个基于单片机的电流电压测量系统,使用AD/DC模数转换模块把模拟量转换成数字量,再采用AT89S52单片机进行电压、电流表的计算和显示,并将数据发送给PC机。分别进行硬件、软件系统设计。

本设计主要由五大模块组成:单片机控制模块、A/D模数转换模块、量程自动转换模块、显示模块和通信模块。按系统功能实现要求,控制模块采用AT89C52单片机,通过程序来进行电压、电流的计算等数据处理及其功能控制;量程自动转换模块包括电压衰减和8个档位自动换档,采用纯硬件搭建;A/D模数转换模块采用ADC0809芯片;显示模块采用四个LED数码管静态显示电压、电流值。通信模块采用串口通信将数据发送给PC机,使用MAX232芯片,实现电平转换功能,使单片机的TTL电平与RS232的电平实现匹配。

一.单片机控制模块

中央控制器为整个系统的核心,通过接受外部信息,按照控制算法驱动执行机构。对中央处理器的选择多种多样,本设计采用ATMEL公司生产的AT89S52系列的单片机作为主控制器。它支持ISP在线可编程写入技术,串行写入其频率高达33MHz,故其速度更快、内部集成看门狗计时器,不需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路,稳定性更好。AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S52具有如下特点:40个引脚,8kBytesFlash片内程序存储器,256bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。此外,AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。

二.A/D模数转换模块

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