基于單片機的萬用表設計

摘要：本萬用表通過采集電壓值與頻率值等物理量反推出相應的電阻、電容、電感以及頻率值，利用DDS芯片發(fā)生任意頻率波形，采用STC89C52通過外部按鍵選擇與設置系統(tǒng)的工作狀態(tài)，外部各個開關(guān)配合使表筆選通不同硬件電路從而產(chǎn)生相應元件的電壓或頻率信號供軟件處理，外設12864液晶屏顯示系統(tǒng)工作結(jié)果，可實現(xiàn)結(jié)果的調(diào)回。
關(guān)鍵詞：萬用電表；STC89C52；波形發(fā)生器

1 工作原理
萬用表是電氣、電子行業(yè)中常用的儀器之一，本文通過對MCS-51單片機進行電路及軟件開發(fā)，實現(xiàn)電阻、電感、電容的精確測量，同時利用DDS芯片發(fā)生任意頻率波形。其系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

單片機取得按鍵值，從而判斷工作模式，具體測量不同類型由硬件或軟件選通相應電路。
電阻：被測電阻與內(nèi)部已知電阻串聯(lián)，測其公共端電壓與兩電阻總電壓。
電容：采用被測電阻與內(nèi)部已知電阻構(gòu)成RC CMOS振蕩器，記錄其頻率通過C=l／πRf求得(C：電容值，R：電阻值，f：頻率值)。
電感：利用被測電感與內(nèi)部已知電容構(gòu)成LC振蕩電路，記錄其頻率通過求得(f：頻率值，L：電感值，C：電容值)。
頻率：將被測信號接入單片機單位時間內(nèi)脈沖個數(shù)，以計算頻率值f=m／t(f：頻率值，m：脈沖個數(shù)，t：時間)。
信號發(fā)生：采用DDS芯片AD9850芯片。通過單片機控制其頻率及相位。
數(shù)據(jù)儲存：采用24C04 E2PROM進行數(shù)據(jù)的存儲，實現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)回。
2 電阻測量模塊
2．1 電阻測量模塊設計
如圖2所示，基于AD芯片PCF8591的4路8位AD中的一路。由于此為8位AD，被測電阻Rx與Ro之間有Ro／256Rx256Ro，隨本系統(tǒng)采用雙檔位的電阻測量。電路中R0有兩個值，R01=30kΩ其測量范圍為118Ω到7．68MΩ。Ro2=100 Ω其測量范圍為0．3 Ω到25．6kΩ。Q1、Q2完成大小量程自動切換。