11级电信本一班111102010110 欧东 - 副本

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1、电子测量结课报告题目：数字式万用表的设计专业：电子信息工程班级：11级电信本一班姓名：欧东学号：111102010110分数：2013年12月14日摘要数字万用表亦称数字多用表，是广大电子技术人员和电子爱好者从事电子测量及维修工作的必备仪表。便携式数字万用表以其功能完善、通用性强、价格低、耗电省、便于携带等显著优点，深爱广大用户的青睐。数字万用表是在20世纪60年代问世的。目前，我国数字万用表的产量已跃居世纪首位，便携式数字万用表的年产量已超过1000万台，产品远销世界100多个国家或区域。本文介绍一种基于AT89S51单片机的智能型数字式多用表,该系统采用MC14433——31/2位A/D

2、转换器和LED数码显示，可以测量直流电压、交流电压、直流电流和电阻，并且具有键盘选择测量对象、量程和自动量程转换功能。目录第1章数字万用表简介1第2章数字万用表设计原理12.1系统设计框图12.2系统设计方案3第3章数字万用表硬件设计33.13½位单片A/D转换器33.2直流电压测量电路33.3交流/直流转换电路33.4电流/电压转换电路33.5电阻/电压转换电路33.6自动量程转换模块3第4章数字万用表系统测试34.1直流电压测试44.2交流电压测试44.3直流电流测试44.4电阻测试4第1章数字万用表的简介数字万用表（DMM）亦称数字多用表，是目前在电子检测及维修工作中最常用、最得力的一

3、种工具类数字仪表。它采用的数字化测量技术，通过对连续的模拟量（直流输入电压）的采样将其转换成不连续、离散的数字量，并以十进制数字形式显示出来。由于内部采用了运放电路,内阻可以做得很大,往往在1M欧或更大(即可以得到更高的灵敏度)。这使得对被测电路的影响可以更小，测量精度较高。传统的指针式万用表功能单一、精度低，已经不能满足数字化时代的需求，而采用单片A/D转换器构成的数字万用表，具有读数方便、精度高，测试功能强、集成度高、微功耗、抗干扰能力强等特点，另外带有单片机的智能型数字万用表更是具有自动校准，自动测量，自动数据处理和实时通讯等多种功能。目前，数字万用表已被广泛用于电子及电工测量、工业自

4、动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DMM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。第2章数字万用表设计原理2.1系统设计方框图系统测量时，单片机与控制电路控制输入电路进行功能转换，将输入信号转换为符合A/D转换器的输入信号，然后A/D转换器将其输出数据传送到单片机，单片机对数据进行智能处理，最后显示在LED显示器上。图2.1系统设计方框图2.2系统设计方案首先以A/D转换器为核心，设计一个多档的直流电压测量电路，再在此基础上对电路进行扩展,使其能多量程的测量交流电压、直流电流和电阻的测量电路。然后通过单片机编程对各个主要

5、模块的进行智能控制和数据处理，实现对直流电压、交流电压、直流电流和电阻测量对象切换；手动和自动量程转换等功能,并将测量数据转换为人们日常习惯的十进制数字形式显示在LED显示器上。所以本设计可以分为直流电压测量电路；交流/直流转换电路；电流/电压转换电路；电阻/电压转换电路；功能控制和数据显示电路这五个的主要电路模块。第3章智能型数字式多用表硬件设计3.1A/D转换电路A/D转换器的转换精度对测量电路极其重要，它的参数关系到测量电路性能。所以我依据设计性能指标要求，并综合A/D转换器的性能指标和价格选择了ICL7106和MC14433这两个A/D转换器作为候选芯片。ICL7106的输入阻抗为1

6、010Ω，转换速率为0.1-15次/s，转换准确度为±0.05%±1个字；MC14433的输入阻抗为109Ω，转换速率为3-10次/s，转换准确度为±0.05%±1个字，因此这两块芯片的性能指标大大超过设计要求的性能指标。采用MC14433。MC14433是一个低功耗31/2位双积分式A/D转换器,与ICL7106相比，MC14433采用动态扫描显示，有多路调制的BCD码输出端和超量程信号输出端，便于与单片机相连构成智能控制系统。MC14433是美国摩托罗拉（Motorola）公司生产的COMS单片31/2位A/D转换器，也是目前国内外数字式多用表中普遍采用的一种芯片。MC14433的主要特

7、点：（1）工作电压为±4.5-±8V。一般选典型值±5V，工作电流小于2mA，功耗为8mW。（2）输入阻抗为109Ω，转换速率为3-10次/s，转换准确度为±0.05%±1个字。（1）采用CMOS工艺制成的大规模集成电路(LSI)。（2）芯片内部设有时钟振荡器，使用时仅需外接一只振荡电阻。亦可采用外部时钟输入方式，时钟频率范围大约为48kHz-160kHz。（3）有多路调制的BCD码输出，可直接配微型计算机或