单片机课题设计单片机万用表设计|产品概述|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

单片机万用表设计

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目前，数字万用表以其耗电低、测量精度高等优点正逐步取代模拟万用表成为电子测量领域的霸主。本设计利用AT89C52单片机设计了一种数字万用表，该万用表以单片机作为控制核心，包括各种测量电路、模/数转换电路、显示电路、报警电路等。硬件电路设计主要包括一些芯片的选择以及电路的具体设计，为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了ADC0808作为A/D转换芯片，单片机系统设计采用AT89C52单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路，显示模块采用液晶屏LM016L。程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。软件设计则主要涉及单片机如何控制各个模块。最后使用proteus软件对整个系统进行仿真与测试，检测系统设计是否符合预期目标。 HM000055

本文设计的数字万用表可测量交直流电压、电流、电阻和电容元件的值，最终的测量结果直接显示在液晶屏上，便于使用者直接读取数据，而且它的制作成本低廉，性价比高，非常适合在校学生进行电子设计时测量各类数据。

关键词：数字万用表；单片机；proteus软件；模/数转换

2.2主要芯片的选择

一般来说，在进行电子设计时肯定会用到芯片，如常见的单片机、液晶屏等，然而市面上同种类型的芯片也是令人眼花缭乱，这时候选择何种芯片则直接关系到整体系统稳定性、性价比等诸多方面。本课题设计的数字万用表里面所用到的主要芯片有单片机、液晶屏以及模/数转换芯片，接下来就将详细讲解各种芯片是如何选择的。

2.2.1单片机的选择查看完整请+Q:351916072获取

单片机作为本次设计的核心，选择的结果直接关系到整体系统的好坏，因此在选择单片机型号时也是斟酌再三，主要考虑了以下两种方案。

方案一：PIC单片机：PIC单片机具有许多优点，如：自带模数转换，驱动能力强，可直接驱动数码管，而且抗干扰能力也很强。但是缺点也较为明显，主要是价格偏高、使用起来较为复杂，对于本次设计来说有点大材小用。

方案二：51单片机，如：AT89C52。AT89C52是ATMEL公司生产的一款低电压，高性能CMOS 8位单片机。它的功能虽不如PIC单片机强大，但是它的价格低廉，而且对于51单片机由于之前课程设计时经常用到，所以比较容易上手，它所使用的集成开发环境是我们比较熟悉的Keil C51，编程效率很高。

在本次设计中经过综合考虑最后选择了方案二，使用一款51单片机，即AT89C52作为核心芯片，这主要是因为选择熟悉的芯片可以节省大量的时间，而且它的售价也只需几块钱，较为便宜。

2.2.2模/数转换芯片的选择

模/数转换芯片的主要功能是将模拟量转换为数字量，所以模/数转换芯片的好坏直接关系到最后测量数据的精确度，本次设计主要考虑了以下两种方案。

方案一：选用ADC574。ADC574是12位CMOS单片型逐次逼近式模数转换芯片，只需两根线就可以很好的与单片机组成测量系统，但是它的售价较高。

方案二：选用ADC0808。ADC0808是8位CMOS单片型逐次逼近式模数转换芯片，性能虽然不如ADC574，但对于本次设计来说已经够用了，更为重要的是价格较之ADC574更为便宜。

因此，综合考虑两种方案后，还是选择了方案二，ADC0808更具性价比，更适合于本次设计。

2.2.3液晶屏的选择

液晶屏的作用主要是显示最后测量得到的数值，液晶屏的选择也考虑了两种方案。

方案一：选择Nokia5110。这款液晶采用3.3V供电，功耗小，采用点阵方式显示包括汉字在内的多种字符。它有84x48 的点阵可以显示4 行汉字；采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有9条。

方案二：选择LM016L。这款液晶可用于显示数字、字母、符号等，采用HD44780控制器。HD44780具有简单而功能强大的指令集，可实现字符移动、闪烁等功能。

方案一中Nokia5110虽然功能强大，但是它的供电电压是3.3V，如果选择此方案则需要额外提供3.3V的电源。方案二中的LM016L则不存在这个问题，本次设计中液晶屏只需显示一些字符和数字，LM016L完全可以胜任，而且它的价格还稍微便宜，因此选用方案二。

2.3本章小结查看完整请+Q:351916072获取

经过前期的仔细思考和选择，最终本次设计的基本框架终于确定下来，整个硬件系统采用分模块设计的方案，共分为交直流电压测量模块、直流电流测量模块、电阻测量模块、电容测量模块、单片机最小系统模块、A/D转换模块。同时硬件系统所需要用的芯片也确定了下来：单片机选择AT89C52、模数转换芯片选择ADC0808、液晶屏选择LM016L。同时硬件的整体布局也得到明确，本次毕业设计的雏形出现。

第1章绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 课题研究意义 2

1.3 课题的研究内容 2

第2章总体方案论证 3

2.1 总体框架设计 3

2.2 主要芯片的选择 4

2.2.1 单片机的选择 4

2.2.2 模/数转换芯片的选择 5

2.2.3 液晶屏的选择 5

2.3 本章小结 6

第3章数字万用表硬件电路设计 7

3.1 测量模块 7

3.1.1 直流电压测量模块 7

3.1.2 交流电压测量模块 8

3.1.3 直流电流测量模块 10

3.1.4 电容测量模块 10

3.1.5 电阻测量模块 11

3.2 单片机最小系统模块 12

3.3 模/数转换模块 14

3.4 液晶显示模块 15

3.5 报警模块 16

3.6 本章小结 16

第4章数字万用表软件设计 17

4.1 Keil C51简介 17

4.2 单片机软件设计 18

4.3 电压测量软件设计 20

4.4 电流测量软件设计 21

4.5 电阻测量软件设计 22

4.6 本章小结 24

第5章数字万用表仿真与测试 25

5.1 Proteus软件简介 25

5.2 测量模块仿真与测试 27

5.2.1 直流电压模块测试 27

5.2.2 交流电压模块测试 28

5.2.3 电流模块测试 29

5.2.4 电阻模块测试 30

5.2.5 电容模块测试 31

5.3 本章小结 32

第6章总结与展望 33

致谢 34

参考文献 35

附　录 36

基于单片机的智能考勤机设计

一、设计背景

随着科技水平的不断发展，在这么一个信息化的时代，智能化信息处理已是提高效率、规范管理和客观审查的最有效途径。近几年来，国内很多公司都在加强对企业人员的管理，考勤作为企业的基础管理，是公司对员工工作管理的基本依据。公司或工厂统筹和考核员工是否按时上班，是否迟到早退或缺席，是公司必不可少的一部分。公司可以根据考勤记录，进行人员调动或给员工分配相应的工作量；而且在每个月计算员工奖金、薪资或者进行工作评估时，考勤也是一项重要的指标。

本次课题----智能考勤机设计采用STM32单片机，它们的应用范围广，发展迅速，再加上它们所具备性价比高、低功耗、体积小、重量轻、大容量、安全性能高等优势，在社会中受到广大电子消费者的喜爱。

二、基本内容

本设计主要设计一个基于STM32单片机的智能考勤机，实现对员工指纹的签到考勤和IC磁卡感应签到考勤。整个设计主要由M4系列单片机电源电路、AD数据采集电路、指纹传感器电路、语音模块电路、复位电路、LCD显示与按键输入接口电路组成。最大可录入1000个指纹，并且可通过AD转换器所获取的信号，与已经存储在MCU内的指纹进行比较处理，实现验证对比。并且员工可使用按键输入各自的编号进行签到考核。

三、拟解决的主要问题

（1）通过指纹模块进行指纹的登记录入、识别；

（2）当用户输入的指纹不正确时，语音播报指纹录录入错误或指纹不存在，并且显示在LCD屏上，签到失败；

（3）当用户输入的指纹与系统已存储的匹配时，语音播报签到成功并且显示在LCD屏上。

（4）用户通过IC磁卡感应签到。

（5）管理员可以进行指纹删减。

四、研究方案论证

首先从主控芯片的选型开始：

1.MCU主控芯片的选择方案和论证：

方案一：

采用89C51芯片作为CPU核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM存储空间，能够在3V的超低电压工作，而且与MCS-51系列单片机完全兼容，但是引脚可用数量不多，很多功能都需要靠扩展，高电平时无输出，晶振的运行速度过慢，保护能力差，容易对芯片造成损坏，而且不具备自编程能力。

方案二：

采用ARM公司构建的内核----ST公司生产的32位单片机，CPU的主控芯片为STM332F407ZGT6。它的微控制器是32位的Flash MCU,芯片内具备有1M的Flash ROM,192K的RAM，14 个定时器，封装引脚为100个，且引脚配置均由个人实现所需功能来自由设置，可以通过USB总线或者外部5V电压进行供电，最大时钟频率为168MHz，ADC分辨率为12bit，可用于显示屏显示时间。接口类型有：UART、SPI、IIC等，本课题设计中可用来实现指纹的注册登记、识别验证和指纹的增加删减等。

通过方案之间对比，M4系列的32位单片机比MCS-51系列的8位单片机更具备优势，对本次设计更匹配，所以采用方案二。

2.技术路线

如图所示：