智能数字万用表

《智能数字万用表》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、智能数字万用表（H题）【高职高专组】摘要：本智能数字万用表以A/D转换器MC14433为核心构成的3-1/2自动量程数字万用表。具有测量一定范围的直流电压、交流电压和电阻功能，使用单片机运算控制多路模拟开关CD4051/CD4052实现自动转换量程，直流电压直接通过MC14433和单片机处理送往LCD显示测量数值，交流电压和电阻转换为直流电压经过运算放大器配置的相应电路处理，处理的数据再输入到MC14433，通过单片机处理，数据送到LCD显示测量数值，通过测试该智能数字万用表测量精确，配液晶显示屛，具有亮度高、读数清晰、适合夜间观察等优点。关键词：MC14433；单

2、片机；运算放大器；LCD；IntelligentDMM（H）Abstract：ThisintelligentDMMisaARCDMMwhichthecoreisaMC14433,ithasfunctionofMeasuringwithinlimitsVDC、ADCandresistance,itusesMCUforoperatingtocontrolmultipathanalogswitch-CD4051/CD4052completingARCtransforming,ADCacrossdirectlytheMC14433andtheMCUtoLCDwhichdis

3、playthedata,VDCandresistancetransformtobeADCbytreatingwiththerelevantcircuitoftheOP,completingdatainputtoMC14433,treatingwithMCUandinputtingtotheLCDfordisplayingdata,withtestingtheintelligentDMMwhichisexactitude,alsoLCDisbright,clear,suitforwatchinginnight.Keywords:MC14433;MCU;OP;LCD14

4、1方案论证与比较1.1量程转换的设计方案论证与选择方案一：采用输入衰减器。将测量电压按比例衰减再用模拟开关CD4051控制。R1、R2、R3采用精密电阻，由于精密电阻所产生的干扰小，所以不会对所测量的电压或电阻值产生大的测量误差。图1.1使用分压电阻选择量程方案二：采用程控放大器。图1.2可控放大器电路S1、S2、S3三个模拟开关由单片机控制，分别完成放大1、10、100倍的功能，S1、S2、S3的闭合情况由单片机根据Vo的值自动完成，能实现自动量程转换功能；同时采用了同相放大器，输入阻抗Rif＝Ri×（1＋AF）,满足输入电阻≥10MW14。此电路的缺点为：不能实

5、现差分输入，且抗共模干扰能力还需加强。方案一具有成本低，很容易实现的特点，因此我们选用方案一。1.2电阻转换电路设计方案论证与选择方案一：采用比例法测量电路。即使基准电压存在一定偏差或在测量过程中有些波动，也不会增加测量误差，因此可降低对基准电压的要求。但考虑到MC14433的引脚特点，基准电压加在基准电阻两端会使用较多的附加电路，从而增加电路的复杂程度，反而会引入更多的干扰。图1.3比例法测量电路方案二：采用运放测量电阻。一种比较简单的转换电路。如图1.4所示,被测电阻Rx接在反馈回路上，标准电阻RN接在输入回路上，UR是基准电压，由图可知I=UR/RN。式中：U

6、R—基准电压；RN—标准电阻。显然Uo与Rx成正比，从而实现了R/U转换。改变RN即可改变量程。图1.4运放测量电阻电路综上所述，我们选择方案一。2系统设计142.1总体设计本系统采用U-T（电压-时间）模式对被测量进行测量。根据被测量的交直流电压和电阻，选择不同的档位。对于被测的交流电压，需要进行AC/DC变换，而对于电阻，则需要进行R-U变换。变换后的电压量与MC14433的参考电压进行比较，从而输出测量值，然后经过单片机处理后送到LCD进行显示。根据系统所要求的档位，我们选择200mV作为参考电压。系统的总体框图如图2.1所示：图2.1系统结构方框图2.2单

7、元电路设计2.2.1交流电压和电阻转换电路将交流电压转换为直流电压，可以实现交流电压的测量。为了提高测量交流电压的灵敏度和准确度，通常采用全波检波电路（线性整流电路），再用滤波器滤除纹波。线性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。调整该电位器可使数字表的显示值等于被测交流电压的有效值。14图2.2交流电压转换为直流电压调整可变电阻，就可以使输出的信号达到所需要的值。图2.3电阻转换为直流电压图中的R4R5R6R7为精密的参考电阻。2.2.2A/D转换MC14433数字万