智能型数字万用表的设计.doc

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1、毕业论文（设计）智能数字万用表设计目录摘要3ABSTRACT3文献综述3第1章前言61.1数字万用表简介61.2单片机发展与应用7第2章智能型数字式多用表设计原理72.1系统设计方框图82.2系统设计方案8第3章智能型数字式多用表硬件设计83.1A/D转换电路83.2直流电压测量电路103.3交流/直流转换电路123.4电流/电压转换电路133.5电阻/电压转换电路143.6单片机控制与显示电路143.7自动量程转换模块15第4章智能型数字式多用表软件设计164.1程序流程图164.2程序源代码17第5章智能型数字式多用表系统测试175.1直流电压测试175.2交流电压测试175.3直流电流

2、测试185.4电阻测试19结束语19致谢词23参考文献23附录25附录A：整机硬件电路图25附录B：程序源代码26摘要本文介绍一种基于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。关键词：A/D转换器，单片机，转换电路，模拟开关AbstractThispaperpresentsaAT89S51MCU-basedintelligentdigitalmultimeter,thesystemusestheMC14433-31/2bitA/Dc

3、onverterandLEDdigitaldisplay,canmeasureDCvoltage,ACvoltage,DCcurrentandresistance,andhasakeyboardtochoosemeasurementobject,measurementrangeandautomaticrangeconversionfunctions.KeyWords：A/Dconverter，SCM，convertingcircuit，analogswitch文献综述我选择的课题是智能数字万用表,为了实现这个系统的功能，我查阅了大量的文献资料。这些资料主要分为三类：一类是芯片说明书，一类是数

4、字万用表的设计分析，一类是数字万用表的扩展功能。1．数字万用表（DMM）背景简介自从1977年世界上首台手持式数字万用表问世以来，研究者在万用表的功能和设计上不断创新，新品迭出。数字万用表是电测技术中的一种常用仪表，它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果和电测技术结合在一起，以其操作方便、读数准确、体积小巧、携带方便等优点成为现代测量中不可缺少的仪器，它可以测量直流电流、交流电流、直流电压、交流电压、电阻、电容、二极管的正向压降等，正在许多领域取代模拟式(即指针式)万用表。具有使用方便、灵敏度高、测量速度快、量程宽、过载能力强、输人阻抗高、指示值具有客观性(不存在视觉误差)、扩展能力强等优

5、点。2.数字万用表设计分析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。在设计各个模块时，文献中有很多不同的方法，我仔细研究了资料中述说的方法，并自己加以改进，设计出可行方案，通过在实践中检验，在老师的指导下加以改进以达到设计任务书中的要求。在设计直流电压测量电路时，我利用华成英、童诗白主编，《模拟电子技术基础》（第四版）[M].高等教育，2006年第325页所介绍的反相比例运算电路，加上自己设计的四选一模拟开关，组成了一个直流电压测量电路。但该电路在实践中存在问题，不能实现预期的结果。在老师的指导下，

6、我将该电路做了适当的修改，改为由电阻、模拟开关和运放组成放大倍数可调的比例电路，从而达到了任务书的要求。在设计A/D转换器时，余孟尝主编，《数字电子技术基础简明教程》（第二版）北京：高等教育1999（2006重印）第400页至第410页讲述了三种A/D转换器，但该书只是以基本逻辑电路讲述了A/D转换器的基本工作原理，及其转换过程，并未介绍如何利用具体的芯片设计A/D转换器。为此，我又查阅了黄海萍、用昌编《微机原理与接口技术实验指导》[M].北京：国防工业,2004年，立、邓振杰、荆淑霞《微型计算机原理与接口技术》[M].中国铁道，2006年及.dzsc../。我依据设计性能指标要求，并综合A

7、/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。比较这两个芯片，ICL7106是CMOS大规模集成电路芯片，它将模拟电路与数字电路集成在一个有40个功能端的电路，所以只需外接少量元件就可组成一个31/2位数字电压表。但是ICL7106是以静态方式驱动LCD转换器，无BCD码输出端，因此不能直接获得降量程信号。而MC14433采用动态扫描显示，有多路调制的BCD码输