数字万用表中交流电压、电流测量电路是在直流电压、电流测量电路的基础上，在分压器或分流器之后加入了一级交流-直流变换器，AC-DC变换器原理图如图2-5所示。
交流电 压输入
A 直流电 压输出
交流电 压校准
图2-5 AC-DC变换器原理
该AC-DC变换器主要由集成运算放大器、整流二极管、RC滤波器等组成，还包含一个能调整输出电压高低的电位器，用来对交流电压档进行校准之用。调整该电位器可使数字表头的显示值等于被测交流电压的有效值。
同直流电压档类似，出于对耐压、安全方面的考虑，交流电压最高档的量限通常限定为750V。数字万用表交流电压、电流档适用的频率范围通常为40~400Hz，有些型号的交流档测量频率可达1000Hz。
2.5 电阻测量电路
数字万用表中的电阻档采用的是比例测量法，电阻测量原理图如图2-6所示。
VREF+
ZD R0 UREF Rx UIN A/DVREF－ 转换 及 IN+ 数字表IN- 头 图2-6 电阻测量
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稳压管ZD提供测量基准电压，流过标准电阻R0和被测电阻Rx的电流基本相等。所以A/D转换器的参考电压UREF和输入电压UIN有如下关系。
根据所用A/D转换器的特性可知，数字表显示的是UIN与UREF的比值，当UIN＝UREF时显示“1000”，UIN＝0.5UREF时显示“500”，以此类推。所以，当Rx＝R0时，表头将显示“1000”，当Rx＝0.5R0时显示“500”，这称为比例读数特性。
因此，我们只要选取不同的标准电阻并适当地对小数点进行定位，就能得到不同的电阻测量档。如对200Ω档，取R01=100Ω，小数点定在千位上。当Rx变化时，显示值相应变化，可以从0.001kΩ测到1.999kΩ。
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第3章 STC89C52型数字万用表的系统硬件设计
3.1 STC89C52型数字万用表系统的论证及选择的特点
3.1.1 主控芯片
方案1：选用专用电压转换芯片INC7107实现电压的测量和现实。缺点是精度比较低，且内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。
方案2：选用单片机STC89C52和A/D转换芯片STC89C52实现电压的转换和控制，用液晶显示出最后的转换电压结果。缺点是价格稍贵。优点是转换精度高，且转换的过程和控制、显示部分可以控制。基于课程设计的要求，我们优先选用了：方案2。 3.1.2 显示芯片
方案1：选用4个单体的共阳数码管，将a—h全部连接起来，然后接到单片机口的I/O上进行控制。缺点是焊接时比较麻烦，容易出错。优点是价格比较便宜。
方案2：选用译码芯片74LS47和74LS138配合一个四联的共阳数码管显示。缺点是价格较贵，焊接麻烦，单片机控制时比较麻烦。优点是有效的节约了单片机的I/O口资源，适用于单片机I/O口不够用的情况下。
方案3：方案三：采用LCD液晶显示器显示。而LCD液晶显示则耗能少，能够显示万用表、电压、电流、电阻等汉字，在显示方面更加灵活，而且改变显示时只要改变软件设计就可以，不用改变硬件电路的设计，易于电路的功能扩展。电路的软件设计也很简单。另外，这种设计硬件更加简洁。采用LCD液晶显示方案的缺点是在显示位数比较少时，价格略显昂贵。
基于以上方案和课程设计的要求，我们优先选用了：方案3。 3.1.3 原理框图
STC89C52型数字万用表原理框图如图3-1所示。
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STC89C52 ADC0809 12864LCD 74HC74 ADC0809 图3-1 STC89C52型数字万用表原理框图
3.2 STC89C52型数字万用表的单元电路设计
3.2.1主控模块
1.STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K在系统
可编程Flash存储器，32位I/O口线，三个16位定时器/计数器，另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
2.引脚结构及作用
STC89C52管脚结构图如图3-2所示。
图3-2 STC89C52管脚结构图
VCC : 电源
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GND: 地
P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入，当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入和定时器/计数器2的触发输入。
P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P3口亦作为STC89C52特殊功能使用，在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/PROG：地址锁存控制信号是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚也用作编程输况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，
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万用表的设计与制作(1)(1)
