数字电参数检测测验仪设计方案报告

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1、数字电参数测试仪摘要:本数字测试仪由三大模块电路构成:电阻电流与电压转换模块电路、电压/频率转换模块电路和单片机系统模块电路。在电流电阻与电压转换模块电路主要应用LM358N集成双运算放大器来实现R/VI/V转换.压频转换模块电路则用V/F转换器件KA331来实现电压与频率的转换,该芯片加入了调零电路,增加了可调电阻,并且采用光电隔离提高了精度和稳定性.单片机系统模块电路采用KA318多路模拟开关对四路信号进行选通，将信号送往单片机进行处理，再由LCD显示器显示测试结果，还需将正弦信号转换成方波信号送单片机，方便其对脉冲计数。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。关键词：AT89S52单片机

2、LM358N集成双运算放大器KA331V/F转换器LCD显示器C语言编程聞創沟燴鐺險爱氇谴净。一．方案论证与比较方案一用LM358N集成双运放对电流、电阻信号进行处理，转化为电压信号，再由AD0809A/D转换器和AT89S52单片机对模拟信号进行处理，转换为数字量后输出。将正弦波转换为方波后，通过对脉冲计数来测量频率值。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。方案二用LM358N集成双运放对电流、电阻信号进行处理，将其转化为电压信号，再通过V/F转换器将电压信号转换为频率信号，利用多路模拟开关送单片机。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。由于第一套方案在制作过程中存在很多问题，电路的连接与调试，电阻与电压

3、转换的电路仿真达不到要求，并且还需用到A/D转换器，增加了电路的复杂程度，也不容易焊接，还有就是它的精度不高，测量误差大，故经过考虑分析，决定采用第二方案，不仅简化了电路，也提高了精确度。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。二．系统实现与参数计算1.系统设计总框图单片机选通开关电流信号显示电阻信号电压信号正弦波信号方波信号频率信号2.硬件部分1.电流转化为电压模块电压信号集成运放电流信号电流信号经过LM358N集成运放构成的同向运算放大电路后输出与电压成一定比例的电压信号。理论上：当电流信号为100uA时，输出的电压信号应该为100mV；当电流信号为10mA时，输出的电压信号应该为10V。

4、参数计算：（电流/电压转换电路图见附页）2.电阻转化为电压模块电阻信号集成运放11集成运放2电压信号电阻经集成运放1后转化为负的电压Ua经过集成运放2后转变为正值U。参数计算：Ua=-Rx/10000；U=-（-Rx/10000）=Rx/10000理论上：当被测电阻为10Ω时，转化后输出的电压值为1mV；当被测电阻为100kV时，转化后输出的电压值为10V。（电阻/电压转化电路图见附页）3.电压转化为频率模块电压信号KA331频率信号单片机电压/频率转换电路就是利用LM331V/F转换器进行转换.此芯片使用温度补偿基准电路,,单电源或双电源供电,低功耗,单电源+5V时功耗为1

5、5mW;输出采用大电流吸收晶闸管,可驱动3个TTL负载,与所有逻辑电平兼容,输出频率范围1HZ-100HZ;定时电路具有低的偏置电流.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。基准电路产生1.90V直流电压,2脚被钳位在1.90V上.当2脚接电阻Rs后,形成基准电流IR=1.9/Rs(IR=50~500UA).Rs的作用在于决定V/F转换电路的比例系数,也就是决定恒流IR大小.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。单稳态定时器产生T1,为T1=1.1RtCt,故f0=(Ui*Rs)/(2.09*Ri*Rt*Ct)当Rs=10kΩ,Ri=RL=100KΩ,Rt=10KΩ,Ct=470pF时,输入电压0V-10V所

6、对应的输出频率为0kHz-100kHz。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。参数计算：根据f0=(Ui*Rs)/(2.09*Ri*Rt*Ct)可以计算出频率与电压。（其中Rs可调,Ri=RL=100KΩ,Rt=10KΩ,Ct=470pF，要求电阻精度要高，在测试中Rs取了14.212KΩ）。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。理论上：当U=100mV时，输出的频率应为1446.6Hz；当U=10V时，输出的频率应该为144660.5Hz。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。4.正弦波转化为方波模块方波非门正弦波比较运算器将正弦波转换为方波便于计数。5.单片机最小系统电路显示单片机选通开关KA331四路信号晶振、时钟、

7、复位电路正弦波、按键输入此模块以AT89S52单片机为核心,利用多路模拟开关选通信号,并将此信号送单片机处理,在LCD上显示所得结果.預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。此电路没有用到其他多余元器件,所以简单明了,便于焊接,有利于检测.3.软件部分本设计用C语言程序对单片机进行编译和控制,使其能够正确的显示数据.程序先对各参数进行初始化后便对键盘进行扫描,看是否有键按下,先判断是否是R键按下,如果是则下压,显示测量电阻,再测量电阻值,将阻值显示在夜晶显示器上;如果不是,那么就继续往下判断,即R之后,再查看I.如此依次