摘要：介紹了一種基于AT89S52單片機的簡易數字R-V-I測試儀，用ADC0809作為數據轉換芯片，通過相應的測量電路，能夠進行電阻及直流電壓、電流的測量并顯示。

　　0引言

　　當前大量使用的一種基本的測量工具，廣泛應用于電子及電工測量、工業自動化儀表、自動測試系統等智能化測量領域，顯示出強大的生命力。針對電阻、電壓及電流三個基本電量的測量，本文設計了一個簡易的數字多用表。

　　1總體設計方案

　　1．1功能要求

　　本系統采用8位8路A／D轉換器ADC0809和AT89S52單片機，設計了一臺數字多用表，能進行電阻、電壓和電流的測量，測量結果通過LED數碼管顯示，通過按鍵進行測量功能轉換。電壓測量范圍為0～20V，測量誤差約為±0．02V；電流測量范圍為1～100mA，測量誤差約為±0．5mA；電阻測量范圍為0～100kΩ，1k以內測量誤差約為±2Ω。

　　1．2系統總體設計框圖

　　圖1為系統框圖。

　　圖1數字多用表的系統框圖

　　本多用表由以下幾部分功能組成：電源模塊、復位／振蕩電路、功能選擇電路、LED顯示模塊、A／D轉換模塊、電阻測量電路、電壓測量電路、電流測量電路以及A／D驅動電路等。

　　2系統的硬件電路設計

　　針對設計要求和各模塊的要求，我們對各元件進行了選型并設計了具體電路。

　　2．1主控模塊

　　單片機通過線選方式擴展了A／D轉換器ADC0809和4位LED數碼管，單片機的P2．7引腳作為ADC0809的片選信號，因此A／D轉換器的端口地址為7FFFH；片選信號和信號一起經或非門產生ADC0809的啟動信號START和地址鎖存信號ALE；片選信號和信號一起經或非門產生ADC0809的輸出允許信號OE，OE=1時，選通三態門使輸出鎖存器中的轉換結果送入數據總線；ADC0809的EOC信號經反相后接到8051的INT1引腳，用于產生A／D轉換完成中斷請求信號；ADC0809芯片的3位模擬量輸入通道地址輸入端A、B、C分別接到單片機的P0．0、P0．1和P0．2，故只要向端口地址分別寫入數據00H～07H，即可啟動模擬量輸入通道0～7進行A／D轉換。ADC0809的參考正電壓為5V，參考負電壓為0V，時鐘輸入為1MHz。

　　單片機的P2．1引腳作為數碼管鎖存器74LS374的片選信號，片選信號和信號一起經或非門及反相器接到數碼管鎖存器74LS374的CLK端，因此顯示器的數字端口地址為0FDFFH，而單片機的P1．4～P1．7引腳作為數碼管的數位選擇，顯示時先將數據通過數字端口寫入鎖存器，再通過數位選擇點亮相應的數碼管。

　　單片機的P1．0～P1．2引腳通過一個轉換開關接地，通過判斷P1．0～P1．2引腳電平的高低，決定是否進行電阻測量、電壓測量或電流測量。由于主控模塊電路比較常規，此處電路圖略。

　　2．2電阻測量電路

　　圖2所示為數字多用表的電阻測量電路。

　　運算放大電路的反饋電阻RX作為待測電阻，根據采樣值RV的大小可以判斷是否需要改變量程，通過改變轉換開關SW2可以改變其量程范圍是1k、10k、100k。考慮到精度問題，沒有把量程繼續加大。如果開關SW2接通1kΩ電阻R2，則對應的小繼電器RL2吸合，此時單片機會檢測到其對應引腳P3．0是低電平。假定運算放大理想，那么RW=5RX／R2，將RV送給ADC0809的2通道，轉換后的數字量為DV=RV255／5，單片機讀取A／D轉換數據，再經過逆向運算可得RX=DVR2／255。

　　2．3電壓測量電路

　　圖3為數字多用表的電壓測量電路。

　　電壓信號經RV9端對地輸入。R93、R94對輸入信號進行分壓；TL431和電阻R97、R98產生1．25V的基準源；LM324構成比較器，當正端輸入大于負端輸入時將輸出高電平，當正端輸入小于負端輸入時將輸出低電平，RL9為常閉繼電器，01組成開關電路，當LM324輸出高電平時，01導通，電流經R92和01集電極流向繼電器RL9源繞組從而關斷繼電器。

　　通過上述分析我們不難得出：當輸入信號小于5V時，電阻R94端電壓小于1．25V，LM324輸出低電平，01截止，繼電器導通，信號直接傳遞至AD轉換通道0；當輸入信號大于5V而小于20V時，電阻R94端電壓大于1．25V，LM324輸出高電平，01導通，繼電器截止，信號經R93、R94分壓后，轉換為0V～5V信號傳遞至AD轉換的通道1。LM324輸出端通過非門接到單片機的P2．0口，所以通過判斷P2．0口的電平高低可知是啟動AD／轉換器的0通道還是1通道，進而測出電壓值。