大学实习用(非专业)~~数显仪表课程设计

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1、目录第1章数显仪表的工作原理11.1数字显示仪表的基本构成11.2模数(A/D)转换与数字显示电路的主要组成部分31・3信号的标准化及标度转换4第2章数显仪表的设计方案及芯片选择52.1数显仪表原理52.2ICL7107双积分A/D转换器52.3ICL7107的逻辑电路72.4MC140382.5LED显示器9第3章数显仪表的安装103.1数显部分的安装103.2电源部分的安装10第4章结论与体会12参考文献13第1章数显仪表的工作原理1.1数字显示仪表的基本构成数字仪表亦称数字多用表，是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字形式并加

2、以显示的仪表。传统的指针式万用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片的数字仪表，精度高、抗干扰能力强,可扩展尾强、集成方便，目前，由各种单片机芯片构成的数字电万用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示岀强大的生命力。数字仪表具有以下儿点特点:1.显示清晰直观，计数准确：为了提高观察的清晰度，新型的手持式数字用用表（HDMM）已普遍采用字高为26mm的大屏幕LCD（液晶显示器）。有些数字仪表还增加了背光源，以便于夜间观察读数。2.显示位数：数字仪表的显示位数通常为3位半到8位半。3•准确度高：准确度是测

3、量结果中系统课差与随机谋差的综合。它表示测量结果与真值的一致程度，也反映了测量误差的大小，准确度愈高，测量误差愈小。数字仪表的准确度远优于指针万用表。2.分辨力高：数字仪表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称作仪表的分辨力，宏观世界反映了仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。5•测试功能强：数字仪表不公可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV）、直流电流（DCA）、交流电流（ACA）、电阻（Q）、二极管正向压降（Uf）、等等。新型数字仪表大多增加了下述测试功能：读数保持（HOLD）、逻辑（LOGIC）测试等等。6•测量范围宽：数字仪表

4、可满足常规电子测量的需要。智能数字仪表的测量范围更宽。7•测量速率快：数字仪表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/秒”。它主要取决于A/D转换器的转换速率。一般数字仪表的测量速率为2〜5次/秒。有的能达到20次/秒以上，另有的一些比这个还要高得多。数字仪表可满足不同用户对测量速率的需要。8.输入阻抗高：数字仪表电压挡具有很高的输入阻抗，通常为10〜10000MQ,从被测电路上吸取的电流小，不会影响被测信号源的工作状态，能减小由信号源内阻引起的测量误差。8.集成度高，微功耗：新型数字仪表普遍采用CMOS大规模集成电路的A/D转换器，整机功耗

5、很低，3位半，4位半手持式数字仪表的整机功耗仅几十毫瓦，可用9V叠层电池供电。10・保护功能完善，抗干扰能力强：数字仪表具有比较完善的保护电路，过载能力强，新型数字仪表述增加了高压保护器件，能防止浪涌电压。本设计就是基于这个基础设计一个基于单片机的数字仪表。该设备具有直观简单的优点。并且能深入的说明万用表的测量原理。能直观的了解万用表各个部分的结构和测试原则。不带微处理器的数显仪表一般应具备数模转换，非线性补偿及标度变换三大部分，这三部分又各有很多种类，三者之间相互巧妙地组合，可以组成适应于各种不同要求场合的数字是显示仪表。尽管数字仪表的品种繁多，原理各不

6、相同，但其基本构成形式可有图1-2所示的主要环节组成。模一数转换器是数字仪表的核心，以它为中心，将仪表分成数字和模拟量大部分。仪表的数字部分一般由计数器，译码器，时钟脉冲发生器，驱动显示电路以及逻辑控制电路组成。基本工作原理框图如下：图1T基本工作原理框图电路方框图如下：图1-2电路方框图仪表的模拟部分一般设有滤波、前置放大器和模拟开关等环节。来自传感器或变送器的统一电量信号一般都比较微弱，并且包含着在传输过程中产生的各种干扰成分，因此在将其转换成数字量Z前，首先要进行滤波和放大。前置放大器就是用来提高仪表的灵敏度、输入阻抗及信号的信噪比。仪表的数字部分一

7、般由计数器、译码器、时钟脉冲发生器、驱动显示电路以及逻辑控制电路组成。被放大的模拟信号有模-数转化器转换成相应的数字量后,经译码、驱动，送到显示器件中进行数字显示。也可送到报警系统和打印系统中去，进行报警和记录打印。在需要的时候，亦可将测量结果以数码形式输出，供计算机数据处理之用。根据数字仪表的原理，结合以下的设计要求：“设计一个数字仪表，能够测量交、直流电压值，直流电流、直流电阻，四位数码显示。实现多级量程的直流电压测量，其量程范围是200mv.2v,20v,200v和500v.实现多级量程的交流电压测量，其量程范围是200mv、2v,20v,200v和

8、500v.实现多级量程的肓流电流测量,其量程范围是2mA,20mA