简易数字万用表的设计11
目录
摘要 (1)
一．设计任务 (2)
二．系统方案 (3)
三．理论分析与计算 (4)
3.1器件的选择与比较 (4)
3.2 测量电路的设计和分析 (4)
3.2.1 模数(A/D)转换与数字显示电路 (4)
3.2.2 多量程数字电压表原理 (4)
3.2.3 多量程数字电流表原理 (5)
3.2.4 电阻的测量原理 (6)
3.2.5 电容测量原理 (7)
四．电路设计与程序设计 (8)
4.1 直流电压测量电路 (8)
4.2 直流电流测量电路 (8)
4.3 电阻测量电路 (9)
4.4 测电容电路 (9)
4.5 测试切换指示电路 (10)
4.6 最小系统电路 (10)
五．测试方案及结果 (11)
5.1 硬件调试 (11)
1.测试仪器 (11)
2.测试方法 (11)
5.2 软件调试 (11)
5.3 硬件软件联合调试 (11)
模块程序设计法的主要优点是： (11)
5.4测试流程 (12)
5.4.1 整体测试流程 (12)
5.4.2电压测试流程 (12)
5.4.3 电阻测量流程 (13)
5.4.4 电流测试流程 (13)
5.5 测试结果 (13)
5.5.1 电流测试结果 (13)
5.5.2 电阻测试结果 (14)
5.5.3 电压测试结果 (14)
参考文献 (15)
附录一： (16)
摘要
本次设计用单片机芯片STC12C5A60S2设计一个数字万用表，能够测量直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容和电感，四位数码显示。此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、555振荡电路、51单片机最小系统、显示部分、AD转换和控制部分组成。为使系统更加稳定，使系统整体硬件更简单，本电路使用了STC12C5A60S2自带的AD，它单片机系统设计采用STC12C5A60S2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，显示用四位数码管。程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
关键字：数字万用表；单片机；AD转换
一．设计任务
1.设计并制作一台支持直流电压、直流电流、电阻测量的数字万用表。
2. 测量范围：直流电压0.1V-100V；直流电流10mA-500mA；电阻100Ω-1MΩ。
3．使用按键或者拨码开关进行测量类型选择，并用数码管显示器显示测量数值，发光二极管指示测量类型与单位。
4. 测量精度：±5%。
二．系统方案
选用STC12C5A60S2单片机来制作数字万用表。
STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。
1.增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051
2.工作电压：STC12C5A60S2系列工作电压：5.5V-
3.3V（5V单片机）STC12LE5A60S2系列工作电压：3.6V- 2.2V（3V单片机）
3.通用I/O口（36/40/44个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过55mA。
4.共4个16位定时器两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1，没有定时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器。
5.2个时钟输出口，可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟，可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟。
6.外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块，Power Down模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2, INT1/P3.3, T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通过寄存器设置到P4.2 ), CCP1/P1.4 (也可通过寄存器设置到P4.3)。
7.A/D转换, 10位精度ADC，共8路，转换速度可达250K/S(每秒钟25万次)18.通用全双工异步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定时器或PCA软件实现多串口。
三．理论分析与计算
3.1器件的选择与比较
方案1.选用A T89S52和ADC0809芯片，通过ADC0809转换芯片来对电压的采集。
方案2.选用STC12C5A60S2单片机，它有自带的AD，操作起来硬件电路更方便。
通过分析选择方案2.
3.2 测量电路的设计和分析
3.2.1 模数(A/D)转换与数字显示电路
常见的物理量都是幅值(大小)连续变化的所谓模拟量(模拟信号)。指针式仪表可以直接对模拟电压、电流进行显示。而对数字式仪表，需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号，再进行显示和处理(如存储、传输、打印、运算等)。数字信号与模拟信号不同，其幅值(大小)是不连续的。这种情况被称为是“量化的”。若最小量化单位(量化台阶)为?，则数字信号的大小一定是?的整数倍，该整数可以用二进制数码表示。但为了能直观地读出信号大小的数值，需经过数码变换(译码)后由数码管显示出来。
例如，设?=0.1mV，我们把被测电压U与?比较，看U是?的多少倍，并把结果四舍五入取为整数N (二进制)。一般情况下，N≥1000即可满足测量精度要求(量化误差≤1/1000=0.1%)。最常见的数字表头的最大示数为1999，被称为三位半(1 32 )数字表。对上述情况，我们把小数点定在最末位之前，显示出来的就是以mV为单位的被测电压U的大小。如：U是 ? (0.1mV)的1234倍，即N=1234，显示结果为123.4(mV)。这样的数字表头，再加上电压极性判别显示电路，就可以测量显示-199.9～199.9mV的电压，显示精度为0.1mV。由上可见，数字测量仪表的核心是模数(A/D)转换、译码显示电路。A/D转换一般又可分为量化、编码两个步骤。
3.2.2 多量程数字电压表原理
在基准数字电压表头前面加一级分压电路(分压器)，可以扩展直流电压测量的量程。如图3.1所示，0U为电压表头的量程(如200mV)，r为其内阻(如，1r、2r为分压电阻，10U为扩展后的量程。
图3.1 电压测量原理图
由于r>>r2，所以分压比为：
扩展后的量程为：
3.2.3 多量程数字电流表原理
测量电流的原理是：根据欧姆定律，用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压，再进行测量。如图3.2，由于r》R，取样电阻R上的电压降为：
即被测的电流为：
图 3.2 电流测量原理图
若数字表头的电压量程为Uo，欲使电流档量程为Io，则该档的取样电阻(也称分流电阻)为：
如Uo=200mV，则Io=200mA档的分流电阻为1R。
3.2.4 电阻的测量原理
方案一: R/U转换测量法
数字万用表中的电阻档采用的是比例测量法，给电路提供一个基准电压，流过标准电阻Ro和被测电阻Rx的电流基本相等(数字表头的输入阻抗很高，其取用的电流可忽略不计)。所以A/D转换器的参考电压Uref和输入电压Uin有如下关系：
即：
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。
方案二：R/f转换测量法
把电阻R转换成频率信号f，转换的原理分别是RC振荡电路和555电路，单片机根据所选通道，向模拟开关送两路地址信号，取得振荡频率，作为单片机的时钟源，通过计数则可以计算出被测频率，再通过该频率，通过公式计算出各个电阻参数。然后根据所测频率来判断是否转换量程，或者是把数据处理后，把电阻的值送到显示部分显示出相应的参数值，利用编程实现量程自动转换
公式为：T=0.693*R*C 。
方案三：基于恒流源法的转换测量法
该方法是给待测电阻提供一个恒定电流，利用单片机的A/D采集其两端的电压来确定其电阻值，方式为R=U/I。
3.2.5 电容测量原理
把电容C转换成频率信号f，转换的原理分别是RC振荡电路和555电路，单片机根据所选通道，向模拟开关送两路地址信号，取得振荡频率，作为单片机的时钟源，通过计数则可以计算出被测频率，再通过该频率，通过公式计算出各个电阻参数。然后根据所测频率来判断是否转换量程，或者是把数据处理后，把电阻的值送到显示部分显示出相应的参数值，利用编程实现量程自动转换公式为：T=0.693*R*C
四．电路设计与程序设计
4.1 直流电压测量电路
图4.1 直流电压测量电路
该电路功能为电压转换电路，主要功能是将较大的电压按一定比例转换成小电压（0-5v）再通过Vout将电压值转换成数字信号送到MCU处理并且显示出来（即达到测量电压的效果）。图中Vin：为被测电压正输入端；COM：为被测电压地；A、B、C为MCU的I/O控制端，通通过A、B、C三端电平组合状态可以切换被测电压范围（分别是0-5v、0-30v、0-125v、0-255v）。
4.2 直流电流测量电路
图4.2直流电流测量电路
本电路功能是将被测直流电流或微直流电流放大并且转换成电压输出。通过选择不同的电阻网络可以改变放大倍数。
4.3 电阻测量电路
图4.3 电阻测量电路图
此电路通过测被测电阻两端的电压，然后将此电压与相应档位的电阻两端的电压的比值，MCU控制四个档位。
4.4 测电容电路
图 4.4 电容测量电路图
通过T=0.693*R*C，得C=T/(0.693*R),在被测端接入被测电容，根据3脚输出的脉冲周期求出电容的大小。
4.5 测试切换指示电路
图4.5测试切换指示电路
该电路模块主要用于指示万用表的测量模式。图中A端为电压检测控制端，当A点为低电平时，三极管驱动继电器使得U-与R/U/I接通，即为测电压，同时电压测试指示灯亮，对应在PCB板湿印层标有（V）的字样。同理，B点、C点分别为电流和电阻的测试允许控制端。
4.6 最小系统电路
图 4.6 最小系统图
五．测试方案及结果
5.1 硬件调试
测试仪器与方法
1.测试仪器
测试仪器包括数字万用表、直流稳压电源等。
2.测试方法
数字万用表主要用来测试分立元件的电阻、压降等参数，以检测模块是否可行。
软件KEIL4用于调试软件。
5.2 软件调试
本程序较大且复杂，因此采用C语言编写，通过keil软件的不断调试修改，采自下而
上的调试方法，先调试功能模块电路，再调试整个系统。在调试的过程中与硬件的调试相结合，提高了调试的效率。
程序参考附录一。
5.3 硬件软件联合调试
当软件和硬件的基本功能分别调试后，进行软硬件联合调试及优化。
在进行微机控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个产生对象的实际需要设计应用程序。因此，软件设计在微机控制系统设计中占重要地位。对于本系统，软件更为重要。在单片机控制系统中，大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处理包括：数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片机按一定的方法进行计算，然后再输出，以便控制生产。为了完成上述任务，在进行软件设计时，通常把整个过程分成若干个部分，每一部分叫做一个模块。所谓“模块”，实质上就是所完成一定功能，相对独立的程序段，这种程序设计方法叫模块程序设计法。
模块程序设计法的主要优点是：
单个模块比起一个完整的程序易编写及调试；
模块可以共存，一个模块可以被多个任务在不同条件下调用；
模块程序允许设计者分割任务和利用已有程序，为设计者提供方便；
模块程序简单性为观察者带来方便。
5.4测试流程
5.4.1 整体测试流程
图5.1 整体测试流程图5.4.2电压测试流程
图5.2 电压测量流程图
图 5.3 电阻测量流程图
5.4.4 电流测试流程
图5.4 电流测试流程图
5.5 测试结果
5.5.1 电流测试结果
表一
待测电流测量电流误差
10mA 10mA 0
50mA 52mA 4%
100mA 101mA 1%
表二
5.5.3 电压测试结果
表三
参考文献
1.李昌喜智能仪表原理与设计化学工业出版社2005年2月
2.林家儒电子电路基础（第二版）北京邮电大学出版社2006年5月
3.郭天祥51单片机C语言教程电子工业出版社
4.阎石数字电子技术基础高等教育出版社1998年12月
5.丁元杰单片微机原理及应用机械工业出版社2005年7月
6.李昌喜智能仪表原理与设计化学工业出版社2005年2月
附录一：
AD转换程序：
void initADC() //ADC运用初始化；
{
P1ASF=0X07;
AUXR1=0Xfb&AUXR1; //选择8路ADC;
ADC_RES=0;
ADC_RESL=0; //清空数值寄存器
}
/*************ADC转换函数***********
************************************/
uint GetADC(uchar ch) //写入相应IO口并且返回一个转换值；
{
uint dat;
ADC_CONTR=0X88|ch; //设置ADC_CONTR寄存器相应的开关，ch为选择哪路；
delay_ms(2);
while(!(ADC_CONTR&0X10)); //读取标志位，判断是否转换完毕；
ADC_CONTR&=0x7f; //清除标志位；
dat=ADC_RES;
dat=(dat<<2)|ADC_RESL; //取出10位转换值；
return dat; //返回值；
}
基于单片机的数字万用表设计
题目：基于单片机的数字万用表设计 院系: 机电工程系 专业: 机电一体化 学号: 姓名: 指导教师: 完成日期:
摘要 本次设计用单片机芯片AT89s52设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。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AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S52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，显示芯片用TEC6122，驱动8位数码管显示。程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。 关键词数字万用表AT89S52单片机AD转换与控制
)目录 目录 摘要 (ii) Abstract ............................................... 错误!未定义书签。绪论 .. (4) 1. 数字万用表设计背景 (6) 1.1数字万用表的设计目的和意义 (6) 1.2 数字万用表的设计依据 (6) 1.3数字万用表设计重点解决的问题 (6) 2 数字万用表总体设计方案 (6) 2.1数字万用表的基本原理 (6) 2.2 数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (12) 2.3硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (13) 2.3.1 设计方案 (13) 2.3.2 芯片选择及功能简介 (14) 2.4数字万用表的硬件设计 (24) 2.4.1分模块详述系统各部分的实现方法 (24) 2.4.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (29) 2.4.3 电路的工作过程描述 (29) 3. 系统软件与流程图 (30) 3.1 电路功能模块 (30) 3.2系统总流程图 (30) 3.3物理量采集处理流程 (32) 3.4电压测量过程流程图 (32) 3.5电流的测量过程流程图 (34) 3.6电阻的测量过程流程图 (35) 3.7电容测量过程流程图 (36) 结论 (37) 致谢 (38) 参考文献 (39)
数字万用表的设计
单片机数字万用表的设计 一、引言 数字万用表是一种多用途电子测量仪器。它采用数字化测量技术，把实际测量的模拟量，转化为离散的数字量进行输出显示，主要用于物理、电气、电子等测量领域，一般包含电流表（安培计）、电压表（伏特计）、电阻表（欧姆计）等功能，也称为万用计、多用计、多用电表或万用电表。 万用表是电子和电气技术领域必备的测量仪器，用于测量电子电路中的各种物理量（电压、电流、电阻等），常作为基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工厂或实验室工作台上作为桌上型装置。有的万用电表分辨率能达到七、八位数，常用在实验室，作为电压或电阻的基准，或用来调校多功能标准器的性能。相比传统的指针式万用表，数字万用表具有以下的主要优点： （1）数字显示直观准确，无视觉误差，读数准确； （2）测量精度和分辨率都很高； （3）输入阻抗高，减少对被测电路的工作影响； （4）电路集成度高，便于组装和维修； （5）测量功能齐全，测量速率快； （6）保护功能齐全，有过压、过流保护电路； （7）功耗低，抗干扰能力强； （8）便于携带，使用方便。 本次设计的任务是制作一个数字万用表，可实现如下的功能及要求： （1）可以测量直流电压、直流电流和电阻； （2）能将测量得到的数值直观、准确地显示出来，并标明相应的单位； （3）具有超量程时的报警提示。 二、系统硬件分析与设计 数字万用表的基本功能是，能够测量直流电压、电流以及电阻的阻值，数字万用表的基本组成由图1所示，其中，模数转换是数字万用表的核心：
图1.数字万用表的基本原理图 如图2所示，本设计将由以下几大部分组成。包括：复位电路、震荡电路、A/D转换和控制、测量值输出、超量程报警和档位选择。 其中，复位电路用于单片机上电复位使系统清零；震荡电路为单片机提供精确的时钟频率，使电路工作更加稳定；A/D转换和控制部分负责模数转换及输入输出信号的控制；测量值输出则负责显示待测物理量大小的数值；超量程报警用于超出量程范围时的报警提示，提醒使用者更换量程。 图2.硬件系统总体设计框图 1、STC的89C52单片机的特点及功能介绍 （1）89C52单片机的主要特点及功能特性 89C52是一款低电压，高性能的8位CMOS型单片机，片内有8k字节以Flash 闪存为介质的，能擦写的只读程序存储器及256字节的随机存取数据存储器。89C52型单片机仍属于51单片机家族群，都支持一个共同的指令集（MSC-51），
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最简单不用开关的万用表1.5V升9V电池代替电源电路（加电池共五个件） [万用表9V电池代替电源电路]的电路图 本文介绍一种用一节GNY0.18型7号镍镉电池供电的电源供电于万用表，其特点是：延长电池使用时间，可反复充电；不用改动表中电路，也不需另设开关，使用比较方便、经济。 1．电路工作原理 万用表代用电源的电路，如图1所示。电路由三极管VT、升压变压器T、二极管VD、电容C与电源GB五个元器件组成。三极管VT和升压变压器T构成变压器反馈式振荡器，当电源输出端有负载电流通过时，三极管VT就有基极电流通过，电路就振荡工作；反之，没有基极电流，电池也不消耗电流，所以此电路不设电源开关。 2．元器件选择及安装调试 VT：PNP型小功率三极管，如2N3906，β>200。 VD：1N4148型开关二极管。 C：1uF/16V。 T：升压变压器，采用Φ10mm磁环作骨架，初级绕组L2用Φ0.15mm漆包线绕16圈，次级绕组L1用Φ0.08mm漆包线绕140圈。绕制前，可以用塑料片或竹片自制一个小梭子。两端各剪一小叉口，把漆包线绕在梭子上，然后再绕制，如图2所示。 图2 升压变压器制作图
万用表代用电源的印制电路，如图3所示。电源的印制电路板可按图示尺寸用刀刻法制作，不用打孔，全部元器件直接焊接在铜箔面上即可。电池安装在电路板上，其正、负极处用有弹性的磷铜片做一个卡子，焊在印刷板相应位置上固定。外壳同叠层电池的体积相仿，也可直接安装在万用表盒内。 图3 万用表代用电源的印制电路 整个电路焊接完毕并检查无误后，就可以通电进行调试了。首先在电压输出端连接上一只3 kΩ/0.125W电阻，用万用表直流电压档测量电容C两端的电压，查看是否在直流9V左右，如输出电压较低，可适当调换变压器L2绕组两端引线的位置。该电源长期使用性能良好，应注意定期检查镍镉电池的容量，及时补充电能。
MAS830L_数字万用表装配实验报告
MAS830L 数字万用表装配实验报告 实验日期： 5月5 实验名称：MAS830L 数字万用表装配 一：实验目的 1、 通过MAS830L 数字万用表装配实验，进一步加深对数字万用表电路原理的认识，能熟练的测量 各种物理量。 2、 了解ICL7106的各个引脚和他的数模转换功能。 3、 了解液晶显示的原理和使用方法。 4、 初步学会通过电路图焊接电路板。掌握一些简单的电路焊接工艺。 5、 了解各种测试仪器的用法并样品进行测试和矫正 二：实验器材 1、 MAS830L 型31/2位数字万用表的各种零配件和相关的材料说明。见MAS830L 元件清单（一）和 MAS830L 元件清单（二）。 2、 焊接电路板所需的烙铁和锡以及松香。 3、 一个标准的数字万用表、螺丝刀、镊子、刀片等。 三：实验原理 1、ICL7106原理介绍 ICL7106是目前广泛应用的一种3?位A/D 转换器，能构成3?位液晶显示的数字电压表。 一、ICL7106的工作原理 1. ICL7106的性能特点 （1）采用＋7V ～＋15V 单电源供电，可选9V 叠层电池，有助于实现仪表的小型化。低功耗（约16mW ），一节9V 叠层电池能连续工作200小时或间断使用半年左右。 （2）输入阻抗高（1010Ω）。内设时钟电路、＋2.8V 基准电压源、异或门输出电路，能直接驱动3?位LCD 显示器。 （3）属于双积分式A/D 转换器，A/D 转换准确度达±0.05％，转换速率通常选2次／秒～5次／秒。具有自动调零、自动判定极性等功能。通过对芯片的功能检查，可迅速判定其质量好坏。 年级：14机电1 班组： 姓名： 朱宇凯 学号： 144030308
简易万用表的设计
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d6730563.html, 简易万用表的设计 作者：王流凤 来源：《科教导刊·电子版》2015年第13期 （西南交通大学信息科学与技术学院四川·成都 611756） 摘要本系统是通过使用8位STC89C52单片机来实现对数据的处理，不仅低功耗，还高性能，可以实现对电阻、电容的测量。电阻、电容是由555多谐振荡电路产生，STC89C52的定时器可以利用外部时钟源来计数，将RC的测量电路产生的频率作为单片机STC89C52的时钟源，通过计数则可以计算出所测频率，再通过该频率计算出各个参数。 关键词 555多谐振荡电路起振电路复位电路数码显示 中图分类号：TM938.12 文献标识码：A 1方案设计及分析 测量电子元器件集中参数R 、C的仪表种类较多，方法也各不相同，但是都有其优缺点;一般来说测量方法计算起来都很复杂，不易实现测量自动化及实验智能化。本次设计是运用把电子元件参数R 、C转化为频率信号f，然后用单片机计数后来算出对应参数，并显示出来，其转换原理分别是RC振荡，这样就实现把模拟量近似转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，这种数字化的处理使我们的仪器实现智能化。 2 STC89C52 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有 传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使 得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 3系统硬件设计及电路 系统分为三个部分，分别有测量电路部分，通道选择部分，控制部分，STC89C52单片机将根据所选通道，通过IOA4和IOA3向模拟开关送两个地址信号，取得振荡频率，然后根据所测频率来判断是否更换量程，又或者是把数据处理后，得出相应的参数。电阻测量电路：电阻的测量是通过“脉冲计数法”来进行测量的，用555构成的多谐振荡电路来实现，通过计算振荡频率的大小来得出所测电阻的阻值。电容测量电路：电容同样是采用“脉冲计数法”，由555多谐振荡电路来实现其功能，通过所测频率的大小来得出电容大小。多项选择电路：利用 CD4052来实现测量类别的转换，CD4052是一个双4选二的多选开关，当选择了某个频率之
数字万用表设计报告
智能数字万用表 郭盛，谢鹏程，王飘，张玙姣 摘要：本设计能够精准的测量直流电压、交流电压和电阻。电阻测量是采用xxxxxx；交流测量是用AD637真有效值转换芯片将交流信号转换成直流电压后测量，可以实现10MΩ的输入阻抗和高安全性。电路中关键器件采用精密运算放大器OPA07；ADC采用ICL7135芯片；控制器选用89C52单片机，实现了低功耗，量程自动切换功能。另外，通过利用继电器，实现了测量档位转换的便捷和可靠性。系统采用键盘输入，液晶显示输出，人机交互灵活，界面友好，操作简单。该作品的性能指标达到了题目的设计要求。 关键字：数字万用表、ICL7135、89C52单片机
一、系统方案 1.题目任务要求及相关指标要求分析 系统主要分为：直流电压、交流电压和电阻测量三部分。直流电压和交流电压制作的指标都不高，实现起来比较容易。 系统最主要的问题是电阻测量。XXXXXXXXXXX 2.方案论证与比较 （1）交流有效值测量方案 方案一：模拟运算法。根据有效值的数学定义，用集成器件乘法器、开放器等依次对被测信号进行平方、平均、开方等计算直接得到交流信号输出有效值。这种方案的测量动态范围小，精度不高且当输入信号的幅度变小时，平均器输出电压的平均值下降很快，输出幅度很小。 方案二：交流整形电路。采用AD637集成真有效值转换芯片，把交流电压信号转换为幅值等于交流有效值的直流电压信号，再对直流电压信号进行测量，这种方案电路简单、响应速度快、失真度小，工作稳定可靠，故采用此种方案。 （2）电阻测量部分 方案一：电阻比例法。基于双积分式A/D转换，采用比例法构成的电阻-数字的转换。比例法测量原理图如图1所示。 此方案由于在电阻Rx、Rs中流过相同的电流，因此不需要精密的基准电流源，但需要计数器和基准时钟发生器且电路复杂。 方案二：恒流源法。XXXXXXXXXXX
数字万用表的组装与调试实验报告doc
数字万用表的组装与调试实验报告 篇一：万用表组装_设计性实验报告 北京交通大学大学物理实验 设计性实验 实验题目 学院 班级学号姓名首次实验时间年月日 指导教师签字 目录 一.实验任务 ................................................ ................................................... .. (4) 1.分析研究万用表电路，设计并组装一个简单的万用表。 (4) 二.实验要求 ................................................ ................................................... .. (4) 1.分析常用万用表电路，说明各挡的功能和设计原理 ................................................
4 2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用表 ................................................ ............ 4 3.给出将X100电阻挡改造为X10电阻挡的电 路 ................................................ .. (4) 三.实验主要器材 ................................................ ................................................... ........................... 4 四.实验方案 ................................................ ................................................... .. (5) 1.测定给定的微安表头的量程I0和Rg。 .............................................. ....................... 5 2.按照如图所示电路进行分流，制作出1mA直流电流表。 ...................................... 5 3.按照如图所示全桥整流电路图制作直流电源。 .............................................. . (5)
数字万用表设计
第一章设计总阐述 1.1方案阐述 本设计是由5个模块组成：直流电源部分、A/D 转换电路、码制转换电路、秒定时电路、报警显示电路模块。 直流电源部分采用5V电源。 A/D 转换电路采用八路（八位八通道A/D 转换器），将8路信号输入选择八位二进制码输出，进行码制转换。从而再用译码器和数码显示管完成数字显示。 秒定时电路采用555时基电路构成单稳态触发器。 报警电路采用多个三极管，555多谐振荡器和发光二极管组成。 1.2产品概述： 用途：适用于通信电缆施工、维修及设备安装过程中，对线排序及寻找特定线对的操作。 性能：具有高性能、低功耗、小体积、重量轻和音量可调，它将为你的对线操作带来方便、轻松和高效率。 特点：该装置查线速度快、现实直观、可以单人校线，还可以复校、结构简单、成本低廉、不易发生故障、工作可靠。
第二章 模块化设计 设计原理： 如图所示，给定各芯线与其相连电阻下标相同的号码1、2、3、…X ，…m （1～m ）。Vs 在Rx 上形成分压 Vx=（Rx/Ro+Rx ）*Vs 并可在近端测量得到。由于Vx 必定已知，从而可测定当前被测芯线的号码是第几。但Vx 不必读出，可以将其进行A/D 转换，译码，数字显示后直接读出数字1～m 中的一个，就是该芯线的预设号码。 为了A/D 便于转换，R1～Rm 的取值原则应满足如下条件： （Rx+1/Ro+Rx+1-Rx/Ro+Rx ）*Vs=△Vs 式中：Vs 是常量即电源电压值。 △ Vs 是转换器的参考电压和转换阶梯；Vx 是第x 级取样电压下限值。 2.1 A/D 转换部分 1）它具有八路模拟信号输入选择，八位二进制码输出的一个逐次比较A/D 转换器。输入端受地址译码器输出的控制。本设计选择模拟通道1N0输入，则地址预置在ADDC 、ADDB 、ADDA=000。当地址锁存允许ALE=1时，输入1N0的模拟信号送入A/D 转换器。 2）ADC0809 1.主要特性 1）8路8位A ／D 转换器，即分辨率8位。 2）具有转换起停控制端。 3）转换时间为100μs 4）单个＋5V 电源供电
简易数字万用表的设计
2013年江西省大学生电子设计简易数字万用表 （C 题） 2013年5月28日
目录 摘要 0 一．设计任务 (1) 二．系统方案 (2) 三．理论分析与计算 (3) 3.1器件的选择与比较 (3) 3.2 测量电路的设计和分析 (3) 3.2.1 模数(A/D)转换与数字显示电路 (3) 3.2.2 多量程数字电压表原理 (3) 3.2.3 多量程数字电流表原理 (4) 3.2.4 电阻的测量原理 (5) 3.2.5 电容测量原理 (6) 四．电路设计与程序设计 (7) 4.1 直流电压测量电路 (7) 4.2 直流电流测量电路 (7) 4.3 电阻测量电路 (8) 4.4 测电容电路 (8) 4.5 最小系统电路 (9) 五．测试方案 (10) 5.1 硬件调试 (10) 1.测试仪器 (10) 2.测试方法 (10) 5.2 软件调试 (10) 5.3 硬件软件联合调试 (10) 模块程序设计法的主要优点是： (10) 5.4测试流程 (11) 5.4.1 整体测试流程 (11) 5.4.2电压测试流程 (11) 5.4.3 电阻测量流程 (11)
5.4.4 电流测试流程 (12) 参考文献 (13)
摘要 本次设计用单片机芯片STC12C5A60S2设计一个数字万用表，能够测量直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容和电感，四位数码显示。此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、555振荡电路、51单片机最小系统、显示部分、AD转换和控制部分组成。为使系统更加稳定，使系统整体硬件更简单，本电路使用了STC12C5A60S2自带的AD，它单片机系统设计采用STC12C5A60S2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，显示用四位数码管。程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。 关键字：数字万用表；单片机；AD转换
智能数字万用表的设计
湖北经济学院 电子设计大赛设计报告 课题名称：数字智能万用表 指导教师：汪成义王金庭刘光然学生姓名：汪凡夏晶晶张薇 学生院系：电子工程系 时间： 2011年7月
智能数字万用表 一 设计目的 1、培养综合性电子线路的设计能力。 2、掌握综合性电子线路的安装和调试方法。 3、学会基于M3进行软件设计。 二 任务及要求 1、任务 设计并制作一台具有直流电压、交流电压和电阻测量功能的智能数字万用表。示意图如图1所示。 图1 智能数字万用表示意图 2、要求 1、基本要求 （1）2 1 3数码显示，最大读数1999。
（2）直流电压量程：、2V 、20V ，精度为%1个字；输入阻抗≥10MΩ。 （3）交流电压量程：、2V 、20V ，精度为%2个字（以50 Hz 为 基准）；输入阻抗≥10MΩ；频率响应范围为40~1000Hz 。 （4）电阻量程： 2Ω、200Ω、2M Ω，精度%2个字。 2、发挥部分 （1）直流电压测量具有自动量程转换功能。 （2）具有“自动关机”功能，即在测量过程中，若1分钟内无任何键按下，仪器会自动关闭显示并处于低功耗状态；再按任意键，仪器能返回“自动关机”前的工作状态。 （3）具有相对误差（△%）测量功能，即在进行某项测量时，首先通过示屏提示用户从键盘输入标称值，一旦输入确认后，仪器能显示相对误差中的△值。 （4）其它。 三 总体设计方案 1、系统模块图 根据题目要求和本系统的设计思想，系统主要包括图2所示的模块： 图2系统模块框 被 测 量 输 入 电测阻 测直流 测交流 交测直流转换电路 电阻测量电路 量 程 自 动 转 换 电 路 A/D 转换电路 单 片 机 系 统 键盘与显示
数字万用表设计性实验
普通物理实验C 课程论文 题目数字万用表设计实验学院物理科学与技术学院 电子信息工程学院 专业物理学师范 年级2010级1班 学号222010315210011 姓名彭书涛 指导教师陶敏龙老师 论文成绩 答辩成绩 2011年12 月06 日
数字万用表设计性实验与分析以及实验改进体系 彭书涛 西南大学物理科学与技术学院，重庆 400715 摘要：本论文探讨数字万用表设计实验的思路和实验方法以及改进数字万用表灵敏度的改进方法，从实验入手解决试验中的操作和实验做法的问题，后接着就实验从误差分析入手解决并进行改进方案的讨论。 关键词：数字万用表;设计实验；改进方案； 一、实验内容： 1）制作量程200mA的微安表（表头）； 2）设计制作多量程直流电压表； 3）设计制作多量程直流电流表； 二、实验仪器： WS-I数字万用表设计性实验仪三位半数字万用表 三、实验原理 1.数字万用表的组成 数字万用表的组成见图1。 数字万用表其核心是一个三位半数字表头，它由数字表专用A/D转换译码驱
动集成电路和外围元件、LED数码管构成。该表头有7个输入端，包括2个测量 电压输入端(IN+、IN-)、2个基准电压输入端(V REF +、V REF - )和3个小数点驱动 输入端。 图1 数字万用表的组成 2.直流数字电压表头 “三位半数字表头”电路单元的功能:将输入的两个模拟电压转换成数字，并将两数字进行比较，将结果在显示屏上显示出来。利用这个功能，将其中的一个电压输入作为公认的基准，另一个作为待测量电压，这样就和所有量具或仪器的测量原理一样，能够对电压进行测量了。见图2。
简易万用表的设计与制作
简易万用表的设计与制作 万用表是常用的测量工具，主要是由直流计及若干电阻构成。由于万用表具有具有多用途用方便等优点，有着广泛的应用。本实验主要熟悉万用表的设计及校正。 一 实验目的 1． 了解万用表测量电压、电流以及电阻的基本原理。 2． 掌多量程万用表的制作方法。 二 实验原理 万用表主要由磁电式电流计以及一系列电阻构成。由磁 电式电流计和不同阻值的分流电阻可构成不同量程的电流 表，同样，磁电式电流计和不同阻就构成了不同量程的电压 表。电流计允许通过的最大电流称为电流计量程，用g I 表示， 电流计线圈有一定的电阻称为电流计内阻，用g R 表示。量程 g I 与内阻g R 是电流计特性的两个重要参数。 要将磁电式电表改装成量程为I 的电流表，只需在 电表表头两并联一分流电阻，分流电阻阻值按一下公式 计算：)/(g g g s I I I R R -?=。 并联不同的分流电阻可 构成不同量程的电流表，如图1所示电流表有四个不同 量程。 如果要将电流计改装成量程为U 的电压表，则电 流计需串联一分压电阻，分压电阻阻值按如下公式计 算：g g x R I U R -=。串联不同的分压电阻，得到不同 量程的电压表，如图2所示。 如果要将表头改成欧姆表，可由图3说明原理， 开始短接a 、b 两端，调节电阻R ’使得电流计满刻度，此时：' R R E I g O +=，则当x R 接入回路后，回路电流为：x g x R R R E I ++=（E 为电池电动势，g R 为表头内阻，x R 为待测电阻）。所以，一旦E 、g R 、R ’确定后，回路电流仅由x R 决定。当'R R R g x +=时， 2 o x I I =，此时电流表指针指向刻度线中点，这时的电阻x R 称为欧姆表的中值电阻。由此方法可在电流计面板上刻度以显示不同的阻值电阻x R 。由于x I 与x R 呈非线性关系，所以欧姆表刻度为非均匀刻度，另外，实际是作为电源的电池也 非恒定，所以欧姆表还需作零欧姆调整，实际电路中应增加零欧姆调整电位器。 如果要扩大欧姆表量程，可以采用一下两种方法，一是电流计两端并联不 同的分流电阻，二是可提高电源电压。 三 实验内容
智能数字万用表的设计
智能数字万用表的设计 摘要：本智能数字万用表由凌阳SPCE061A单片机、MC14433——3 位A/D 转换电路、自动量程转换电路、交直流转换电路和大、小电阻测量电路组成，能够对交流电压、直流电压、大电阻和小电阻进行精确测量。使用凌阳SPCE061A 单片机作为控制模块，实现量程自动转化；使用MC14433实现A/D转换；使用简易软键盘、凌阳SPLC501液晶显示模组实现输入和显示；使用单片机读取MC14433的数字信号来控制模拟开关，从而改变反馈电阻的大小实现档位的不同选择；本设计能够准确对被测量进行测量，所有性能指标符合要求。 关键词：数字万用表单片机 MC14433 交直流电压测量电阻测量 一、方案论证 1.交流电压的测量：由于交流电压不能直接测量，必须转换为直流电压。转换方案有3种： 方案一、热电偶测量法：根据交流有效值的物理定义来实现测量的，利用热电偶电路平衡原理通过两端的电势比较得到有效值。但热电偶转换线性度差，且热电偶具有配对较难、响应速度慢、负载能力差等缺点。 方案二、模拟运算法：根据有效值的数学定义，用集成器件乘法器、开放器等依次对被测信号进行平方、平均、开方等计算直接得到交流输入信号的有效值。这种方案测量的动态范围小、精度不高且输入信号的幅度变小时，平均器输出电压的平均值下降值很快、输出幅度很小。 方案三、交流整形电路：使用AD637等集成有效值转换芯片，把交流电压信号转换为幅值等于交流有效值的直流电压信号，在对直流电压进行测量，这种方案电路简单、响应速度快、失真度小、工作稳定可靠。 综上，采用方案三进行交流电压的测量。 2.小电阻的测量：由于小电阻在通入电压后发热，测量出的电阻值会产生较大的误差，对于小电路有3种方案测量： 方案一、直流电桥测量法。直流电桥又分直流单电桥和直流双电桥。采用这两种方法测量时很多操作需要手动，并且对元件精度要求高，通过数字电位器来改变需要的电阻参数，索然可以实现数控，但数字电位器的每一级步进电阻值不确定，调节困难，用单片机处理计算复杂并且测量时操作不便。 方案二、电阻比例法。电阻比例法采用如图1所示的双积分式A/D转换器电路，可实现电阻——数字的转换。由于在电阻上Rx、Rs中流过相同的电流，因
数字台式万用表ut803使用简易说明
数字台式万用表ut803使用简易说明一、仪表显示界面简介 1．有效值提示符 2．数据保持提示符3．自动关机提示符4．显示负的读数 5．交流测量提示符6．直流测量提示符7．交流+直流测量提示符8．超量程提示符9．单位提示符 10．二极管测量提示符号11．电路通断测量提示符号12．自动或手动量程提示符13．最大或最小值提示符14．RS232接口输出提示符15．电池欠压提示符 16．三极管放大倍数测量提示符 二、测量操作说明 １．交直流电压测量 １）将红表笔插入“Ｖ”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。并将功能旋钮开关置于“Ｖ”电压测量档，按SELECT键选择所需测量的交流或直流电压。 ２）将表笔并联到待测电源或负载上。红表笔接正相端，黑表笔接被测电路中的地端。３）读出测量显示值。交流测量显示值为有效值。 ４）注意测量交流加直流电压的有效值，必须按下AC/（DC+AC）选择按钮。 5 ）当被测信号的电压值小于600.0mv时，必须将红表笔改插入“HzΩmV”插孔，同时，利用“RANGE”按钮，使仪表处于“手动”600.0mV档（LCD屏有“MANUL”和“mV”显示）。 ２．交直流电流测量 １）将红表笔插入“A mA μ ”或“A”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。
２）将功能旋钮开关置于电流测量档“A μ ” “mA ” 或“A ”，按SELECT 键选择所需测量的交流或直流电流，并将表笔串联到待测回路中。 ３）读出测量显示值。交流测量显示值为有效值。 ４）注意测量交流加直流电流的真有效值，必须按下AC/（DC+AC ）选择按钮。 ３．电阻测量 １）将红表笔插入“Ω”插孔，黑表笔插入 “COM ”插孔。 ２）将功能旋钮开关置于 “Ω” 测量档，按SELECT 键选择电阻测量，并将表笔并联到待测电阻两端上。测量电阻元器件时也可 通过转接插座再插入万用表。 ３）注意测量被侧回路中元器件电阻值 时，不得带电测量。 ４）读出测量电阻值。 ４．电路通断测量 １）将红表笔插入“Ω”插孔，黑表笔插入 “COM ”插孔。 ２）将功能旋钮开关置于 “Ω”测量档，按SELECT 键，选择电路通断测量，并将表笔并联到被测电路负载两端。如果被测两端之间电阻<10Ω，则认为被测电路两端良好导通，蜂鸣器连续声响；如果被测两端之间电阻>30Ω，则认为不能良好导通，蜂鸣器不发声。 ３）从显示器上能直接读出被测电路负载的电阻值。单位为：Ω。 ５．二极管测量 １）将红表笔插入“Ω”插孔，黑表笔插入 “COM ”插孔。红表笔极性为“＋”，黑表笔极性为“－”。 ２）将功能旋钮开关置于 “Ω”测量档，按SELECT 键选择二极管测量，红表笔接到被测二极管的正极，黑表笔接到被测二极管的负极。 ３）从显示器上读出被测二极管的近似正向PN 结节电压。如果被测二极管开路或极性反接的时候，示数显示为“0L ”。 ６．电容测量 １）将红表笔插入“z H mV Ω ”插孔，黑表笔插入 “COM ”插孔。 ２）将功能旋钮开关置于电容测量档，此时仪表会显示一个固定读数，此数为仪表内部的分布电容。对于小量程电容的测量，被测量值一定要减去此值，才能确保测量精度。 ３）在测量电容时，可以使用转接插座代替 表笔插入（＋ －应该对齐）。 4 ）如果被测电容短路或容值超过仪表的最 大量程，显示器将显示“0L ”。 ７．频率测量 １）将红表笔插入“z H ”插孔，黑表笔插入 “COM ”插孔。
设计性物理实验 数字万用表的组装与调式
. 数字万用表的组装与调式 通过本次实习进一步掌握数字万用表的组成与工作原理，了解万用表的功能。数字万用表的特点及数字万用表和指针表的区别，对数字万用表的电路一定的认识。电表的改装和电路图的优化。学会测量元器件的参数并且掌握判别元器件的好坏。掌握常见故障的处理方案与维修的基本技巧，掌握元器件和电路印刷版焊接技术。加强对误差分析和数据处理能力。通过本次实习加强理论联系实际的能力，提高学生的动手能力。 【实验目的】 设计并组装一台三位半数字万用表。 【实验仪器】 1.DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪一台 2.三位半数字万用表一台 3.导线若干 【实验原理】 DT9205A型数字万用表电路图
无论何种数字表电路它通常由A/D转换电路，时钟电路，驱动电路，显示电路等组成。。从原理上讲，它所组成的仅仅是一个能测量小于199.9mV的直流电压表，对于实验来说，要测的物理量不只是电压，还有电流、电阻等。 要测量电流或电阻，就必须通过某种“I－V”、“R－V”转换电路将其它的非电压信号转换为直流电压信号，才能用数字直流电压表头测量。另外，对于交流电压和交流电流还要先将其变换为直流然后再用数字直流电压表头测量。 1.数字万用表的特性 与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性： ⑴高准确度和高分辨力
三位半数字式电压表头的准确度为±0.5％，四位半的表头可达±0.03％，而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5％。 分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏度。通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV、电流（指电流强度，下同）0.1μA、电阻0.1Ω，远高于一般的指针式万用表。 ⑵电压表具有高的输入阻抗 电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。 三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10MΩ，四位半的则大于100MΩ。而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20～100kΩ/V。 ⑶测量速率快 数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于A/D转换的速率。三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2～4次，高的可达每秒几十次。 ⑷自动判别极性 指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打，极易损坏。而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。 ⑸全部测量实现数字式直读 指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有挡进行直接读数，需要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。特别是电阻挡的刻度，既反向读数（由大到小）又是非线性刻度，还要考虑挡的倍乘。而数字万用表则没有这些问题，换挡时小数点自动显示，所有测量挡都可以直接读数，不用换算、倍乘。 ⑹自动调零 由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后使用时无需调校，比指针式万用表方便许多。 ⑺抗过载能力强 数字万用表具备比较完善的保护电路，具有较强的抗过压过流的能力。 当然，数字万用表也有一些弱点，如： ⑴测量时不像指针式仪表那样能清楚直观地观察到指针偏转的过程，在观察充放电等过程时不够方便。不过有些新型数字表增加了液晶显示条，能模拟指针偏转，弥补这一不足。 ⑵数字万用表的量程转换开关通常与电路板是一体的，触点容量小，耐压不很高，有的机械强度不够高，寿命不够长，导致用旧以后换挡不可靠。 ⑶一般数字万用表的V/Ω挡公用一个表笔插孔，而A挡单独用一个插孔。使用时应注意根据被测量调换插孔，否则可能造成测量错误或仪表损坏。
DT830B数字万用表组装实验报告
课程综合实训报告 题目：DT830B数字万用表组装实验报告 年级： 09级 专业：应用电子技术 学号： 0901001320 学生姓名：肖榕 指导教师：吴燕红龚金伟 2010年12月28日 目录 一、实训目的 (2) 二、项目要求 (3) 三、组装过程 (3) （一）、DT-830B数字万用表 (3) 1.制作目的 (3)
2.制作要求 (4) 3.DT830B数字万用表的特点和工作原理 (4) 4.DT830B数字万用表的安装工艺 (5) （1）、印制板的装配 (5) (2)、液晶屏组件安装 (5) (3)、组装转换开关 (6) (4)、总装 (7) (5)、调试 (8) 四、心得体会 (9) DT830B数字万用表组装实验报告 0901001320 肖榕 一、实训目的 实训是通过具有一定功能和应用价值的一个具体产品的设计与制作，或者一个实际项目的开发与应用，使学生受到工程设计、制造工艺、调试检测和撰写技术报告的系统训练，启迪我们的创新思维，培养我们分析问题和解决问题的综合能力。实验实训环节是非常重要的，他是理论联系实际的主要形式，是实施“教学做合一”教学理念的重要手段，也是激发我们创新意识的有效载体，更是训练、培养学生技术应用能力和实际操作技能的根本途径。 通过实训： ·使我们巩固、加深和学习光电子技术的基础理论、基本知识和技能技能。 ·使我们能正确地选择和使用常用电工仪表、电子仪器及有关实验设计。 ·使我们掌握基本电量及电子元件的测试技术、实验方法和数据的分析处理。
·使我们能应用已学的理论知识设计简单的应用电路，合理选择元器件构成实用的电子小系统。 ·使我们受到基本的实验技能、系统的工程实践和撰写技术报告的初步训练。 ·培养我们严肃认真、实事求是、独立思考、踏实细致的科学作风，树立创新精神，养成良好的工作习惯。 二、项目要求： 1. 分析并读懂无线音乐门铃电路图。 2. 对照电原理图看懂接线电路图。 3. 认识电路图上的符号，并与实物相照。 4. 根据技术指标测试各元器件的主数。 5. 认真细心地安装焊接。 6. 按照技术要求进行调试。 三、组装过程 （一）、DT-830B数字万用表
简易万用表
功能及组成简介 本作品为”简易万用表”,各部件从作用上可分为六大部分,依次为:电源,输入部分,A/D转换器,校正电路，单片机和显示电路部分..它们的关系可如下图简单表示. AC/DC电源:通过变压，整流，滤波和稳压作用，将交流220V的市电转化为+5V和-5V直流电压，为各个组成芯片提供工作电源，是整个器件的能源部分。 输入部分：它的作用是将不同类型的，大小各异的待测输入信号转化为幅值在0~2V之间的模拟电压，该电压作为A/D转换器的输入。 A/D转换器：用来将模拟输入部分输入的电压转化为对应的数字量，实现待测信号的模数转换，转换结果供给单片机处理。 校正电路：为了减小各种不利因素的影响，提高测量精度，特别引入了该校正电路，它的输出引入到单片机，通过软件处理，减小误差。 单片机：是简易万用表的核心部分，首先它控制输入部分的3线—8线译码器74138的选通，使74138能够正确选择输出通道将信号输出；其次，单片机8051为A/D转换器7135提供时钟信号，使7135能够正常地工作，同时，它读取7135的输出信号，以及校正电路的输出，内部处理后送往数码管；最后，单片机控制显示部分各个数码管的导通或截止，并送入处理后的数据使之正确显示。 显示电路：由单片机控制，把处理的结果显示出来在七段数码管上显示出来，为整个器件的最终输出，数码管的显示，即为待测输入信号的测量值。 各部分具体介绍： 一：电源 组成：匝数比为N1/N2=220/18，中间有抽头的变压器，三端集成稳压器L7805CV和L7905CV，电解电容1000ūF×2，整流二极管IN4007×4 因为使用的三端固定输出式集成稳压器7805的输入电压范围为7.5V~35V，7905的输入电压范围为-7V~-35V，所以变压器的匝数比取N1/N2=220/18，中间有公共地，通过变压作用，输出有效值为18V的交流电压，该电压作为整流电路的输入。四个型号为IN4007的二极管组成桥式全波整流电流，两端的输出分别接7805和7905的输入管脚，由于变压器中间有抽头接地，所以整流电路的输出电压能同时满足7805和7905。7805和7905的GND 管脚接在一起共地。在输入管脚和GND管脚之间连接的电解电容是用来滤波，大小为1000ūF。该整流滤波电路输出的正电压为（+5±5%）V，负电压为（-5±5%）V，能够满足集成芯片的电源电压要求。
数字万用表设计实验 (4)
数字万用表设计性实验 [概述] 随着数字测量技术的日趋普及，指针式仪表已经逐渐被淘汰，我厂对“指针式改装电表实验”进行了改进，现采用了“数字万用表设计性实验”，使学生对数字电表的原理和使用方法有了深入的理解和应用，深得广大院校师生的好评。 一、实验目的 1.掌握数字万用表的工作原理、组成和特性 2.掌握数字万用表的校准方法和使用方法 3.掌握分压及分流电路的连接和计算 4.了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用 二、实验仪器 1.DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪一台 2.三位半或四位半数字万用表一台（另配） 三、实验原理 1.数字万用表的特性 与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性： ⑴高准确度和高分辨力 三位半数字式电压表头的准确度为±0.5％，四位半的表头可达±0.03％，而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5％。 分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏度。通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV、电流（指电流强度，下同）0.1μA、电阻0.1Ω，远高于一般的指针式万用表。 ⑵电压表具有高的输入阻抗 电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。 三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10MΩ，四位半的则大于100MΩ。而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20～100kΩ/V。 ⑶测量速率快 数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于A/D转换的速率。三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2～4次，高的可达每秒几十次。 ⑷自动判别极性 指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打，极易损坏。而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。 ⑸全部测量实现数字式直读 指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有挡进行直接读数，需要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。特别是电阻挡的刻度，既反向读数（由大到小）又是非线性刻度，还要考虑挡的倍乘。而数字万用表则没有这些问题，换挡时小数点自动显示，所有测量挡都可以直接读数，不用换算、倍乘。 ⑹自动调零 由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后使用时无需调校，比指针式万用表方便许多。 ⑺抗过载能力强 数字万用表具备比较完善的保护电路，具有较强的抗过压过流的能力。 当然，数字万用表也有一些弱点，如： ⑴测量时不象指针式仪表那样能清楚直观地观察到指针偏转的过程，在观察充放电等过程时不够方便。不过有些新型数字表增加了液晶显示条，能模拟指针偏转，弥补这一不足。 ⑵数字万用表的量程转换开关通常与电路板是一体的，触点容量小，耐压不很高，有的机械强度不够高，寿命不够长，导致用旧以后换挡不可靠。 ⑶一般数字万用表的V/Ω挡公用一个表笔插孔，而A挡单独用一个插孔。使用时应注意根据被测量调换插孔，否则可能造成测量错误或仪表损坏。
数字万用表设计性实验 (3)
实验报告评分: 94 11 系07 级姓名高辰阳日期2008.9.23 No. PB07009001 (实验预习报告——包括实验目的和原理——及原始数据，见纸质材料) 实验题目：数字万用表设计性实验 实验器材：DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪，数字万用表 实验步骤：1、设计制作多量程直流数字电压表 （1）组装直流数字电压表：使用电路单元：三位半数字表头，直流电压校准，直流电压电流，分压器1。参考电压VREF输入端接直流电压校准电位器。 （2）校准电压表头：用一只成品数字万用表（称为标准表）置于直流电压20V量程进行监测，调节直流电压电流单元电路中电位器，使之输出一150--200mV左右的校准电压，然后将标准表表笔（输入）与组装表表笔并联，均置于直流电压200mV挡，测量直流电压电流单元输出电压，调整“直流电压校准”旋钮使表头读数与标准表读数一致（允许误差±0.5mV）。 (3)绘制组装表的电压校准曲线：调节直流电压电流单元电路中电位器，使之分别输出 20mV、40mV、60mV、80mV、100mV、120mV、140mV、160mV、180mV的直流电压。 将标准数字万用表表笔与组装表表笔（输入）并联，标准表、组装表均置于直流电压200mV 挡，同时测量直流电压电流单元输出电压，列表记录之。并绘出组装表的电压校准曲线 2.设计制作多量程交流数字电压表 （1）组装多量程交流数字电压表： 使用电路单元：三位半数字表头，直流电压校准交流电压校准（AC-DC变换器），分压器1，量程转换与测量输入。在上述200mV直流数字电压表头的基础上，增加交流-直流（AC-DC）变换器，制成交流数字电压表⑴并校准