本文将介绍一种以单片机为核心的智能电量测量仪表，它能够测量电压量和电流量，能够自动进行量程选择，并且测量结果能够通过LED显示。本文将就这一系统的硬件电路部分和软件程序部分分别作以介绍。在硬件部分，本文就系统的各个组成模块的原理作了详细的介绍，同时，在每一模块的设计中都采用了对比的方法，使整个系统更具有可行性。另外，在每一模块电路中都对元器件的选择作了简单的介绍，其中包括有关数值的计算和分析。在软件部分，详细阐述了各个模块电路的软件设计方法和设计中的细节。
1．智能仪器概述
仪器仪表所采用的电子器件经历了真空管、晶体管和集成电路三个时代：从组成结构、工作原理和功能特点等方面考察，仪器仪表则经历了模拟式、数字式和智能化三个发展阶段。人们通常把模拟式仪器称为第一代。模拟式仪器功能简单、精度低、响应速度慢。第二代是数字式仪器，它的基本特点是将待测的模拟信号转换成数字信号进行测量，测量结果以数字形式输出显示并向外传送。数字式万用表、数字式频率计等均是典型的数字式仪器。智能仪器属于第三代，它是在数字化的基础上发展起来的，是计算机与仪器仪表相结合的产物。概述的讲，微处理器在智能仪器中的作用主要体现在对测试过程的控制和对测试数据的处理两个方面。因为具有数字存储、运算和逻辑判断能力，可根据被测参数的变化自动选择量程，具有自动校正、自动补偿和自寻故障等功能，可以完成需要人类的智慧才能胜任的工作，即具备了一定的“智能”，故称之为智能仪器。
智能仪器所具有的特点是：
（1） 仪器功能强大。由于软件强大的运算能力和灵活性，在数据存储、数据处理和测量过程自动控制等方面，仪器的功能均大大增强。
... ...

目录

绪论----------------------------------------------------------------------4
1． 能仪器概述---------------------------------------------------------4
2． 智能仪器的现状及发展----------------------------5
3．智能仪器的应用---------------------------------------------------5
第一篇 硬件部分的设计---------------------------------------6
1．数据采集部分的设计-----------------------------------------7
1．1 电压信号和电流信号的采样----------------------------------7
1．2 交流信号和直流信号的采样----------------------------------8
2．量程自动转换电路的设计-----------------------------------10
3． 模数转换单元的设计------------------------------------------12
4． 控制电路的设计-------------------------------------------------14
4．1 AT89C51单片机简介--------------------------------------------14
4．2 光电隔离----------------------------------------------------------17
4．3 单片机在系统中的应用----------------------------------------18
5． 显示部分的设计-------------------------------------------------19
5．1 LED显示原理----------------------------------------------------19
5．2 LED显示方式--------------------------------------------------19
5．3 LED显示电路--------------------------------------------------20
第二篇 软件系统的设计------------------------------------------22
1．MCS单片机汇编语言-----------------------------------------22
2．主程序的设计----------------------------------------------------22
3．子程序的设计----------------------------------------------------24
3．1采样程序的设计--------------------------------------------------24
3．2 量程处理程序的设计-------------------------------------------25
3．21 采样及其处理程序-------------------------------------------------25
3．22计算部分的设计-----------------------------------------------------27
3．23 显示部分的软件设计-----------------------------------------------28
3．3 超量程处理---------------------------------------------------------28
4、系统程序清单------------------------------------------------------29
6． 系统误差分析-------------------------------------------------------41
总结-------------------------------------------------------------------------42
开题报告------------------------------------------------------------------43
中期报告-------------------------------------------------------------------45
英文资料翻译------------------------------------------------------------49
致谢--------------------------------------------------------------------..

参考文献
[1] 余永权.《ATMEL 89 系列单片机应用技术》.北京航空航天大学出版社出版
[2] 李华.《MCS-51系列单片机实用接口技术》.北京航空航天大学出版社出版
[3] 卢胜利.《智能仪器设计与实现》. 重庆大学出版社出版
[4] 赵茂泰.《智能仪器原理及应用》. 电子工业出版社出版
[5] 潘文诚. 交直流数据采集系统的研制.《电子技术应用》2000年第4期
[6] 罗飞路.题名：[一种宽动态范围的智能测量系统设计].选自www.21ic.com

 

本设计主要研究的是以AT89C51单片机为核心的智能化电量测量系统，该系统能够在单片机的控制下完成对电压信号及电流信号的采集，能够根据采样值进行量程自动转换，并且测量结果可通过四位七段LED数码管显示出来。
整个系统的设计完成了硬件电路的设计及软件程序的编写，通过最终硬件电路的调试及软件程序的仿真，使该系统能够在要求的条件下达到正常的测量及显示功能。
在整个系统的设计过程中，主要采用了模块化的设计方法，每一个模块的设计均采用对比比较的方法，从而使整个系统更具有实际意义