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摘 要：本文设计了一种可以对被测流电流数字显示和报警的基于单片机的数字电流表。该设计包括由AT89S51构成的主控模块，选用ACS712系列芯片的数据采集模块，采用ADC0808芯片的模-数转换模块，LED显示模块和报警电路。程序设计采用C语言编写，并采用proteus软件实现仿真。通过仿真，设计实现预期功能，具有结构新颖，精确度高，电路简单，性价比高等特点。
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关键词：A/D转换器；AT89S51；ACS712电流测量芯片4592
The Design of Digital Ammeter Based on MCU
Abstract: This paper introduces a design of digital ammeter that can measure the current of digital display and alarm. The design chooses AT89S51 as the main control module, uses ACS712 series chip as data acquisition module, with using ADC0808 chip as analog-to-digital conversion module and includes LED display module and alarm circuit. The design adapts C language to complete the programme and simulation debugging is carried out by proteus. Through the simulation, the design can achieve the anticipated function and it has the advantages of novel structure, high precision, simple circuit, high performance-cost ratio.
Key words: A/D converter; AT89S51; ACS712 current measurement chip
目 录
摘要 1
引言 1
1. 系统整体设计 1
1.1 系统硬件模块组成 2
1.2 电路工作原理 2
2. 电流测量系统硬件设计 2
2.1 数据采集电路设计 3
2.2 A/D转换芯片结构 5
2.3 AT89S51单片机结构介 8
2.4 LED电路显示设计 10
2.5 报警电路的设计 11
3. 软件程序设计 12
3.1 程序流程图 12
3.2 程序编写 12
4. 仿真与调试 13
4.1 系统编译仿真 13
4.2 仿真调试结果分析 15
5. 结束语 16
参考文献 16
附录 18
附录一：电流测量C语言程序 18
附录二：电路硬件连接图 22
附录三：仿真示意图 23
致谢 24
基于单片机的数字电流表设计
引言
近些年来，微电子技术以及半导体技术的快速发展，使得在数字电路和数字化测量技术方面的研究也取得了非常大的进步，于此同时随着大规模集成电路甚至超大规模集成电路的出现，尤其是单片机的出现，引起了控制仪表、测量仪表领域内发生新的技术革命。作为新型智能仪表的代表，基于单片机的数字电流表将测量量技术和计算机技术密切的结合在一起，在测量过程自动化，测量结果数据处理以及功能的多样化方面都取得了很大的进步。
1. 系统整体设计
系统设计包括硬件电路设计和软件程序设计，硬件电路由各个模块组成，软件则由C语言进行编程。
1.1 系统硬件模块组成
硬件电路大体上分为主控电路模块、电流转换电路模块、A/D转换电路、模块LED显示电路模块、报警电路模块等。
1.2 电路工作原理
系统框图如图1所示，将被测电流输入到测量芯片ACS712中，由于在大多数的集成电路的设计过程中，绝大多数的可用芯片都是以电压信号为对象进行处理的，因此需将所要测量的电流信号转换成电压信号。该芯片的实现转换的原理在后面的芯片介绍中会详细介绍。当被测电流在流过该芯片内部时，ACS712测量芯片将流过其的电流进行电压转换。在系统的设计中，电压模拟量是不能够直接进行信号处理的，因此进行模-数转换，用来实现这一功能的芯片是A/D转换器。转换后的电压数字量信号就会传送到该系统的核心器件—单片机，单片机按照已经编写程序在内部对数字信号量进行计算处理，并且同时控制LED显示屏，使LED显示屏正确显示被测的电流值，另外根据事先烧制在单片机的程序来判断是否到达或已超过设定电流值，来决定是否启用报警电路。