项目二 简易万用表的设计
简易万用表的设计
简易万用表的设计作者：王流凤来源：《科教导刊·电子版》2015年第13期（西南交通大学信息科学与技术学院四川·成都 611756）摘要本系统是通过使用8位STC89C52单片机来实现对数据的处理，不仅低功耗，还高性能，可以实现对电阻、电容的测量。
电阻、电容是由555多谐振荡电路产生，STC89C52的定时器可以利用外部时钟源来计数，将RC的测量电路产生的频率作为单片机STC89C52的时钟源，通过计数则可以计算出所测频率，再通过该频率计算出各个参数。
关键词 555多谐振荡电路起振电路复位电路数码显示中图分类号：TM938.12 文献标识码：A1方案设计及分析测量电子元器件集中参数R 、C的仪表种类较多，方法也各不相同，但是都有其优缺点;一般来说测量方法计算起来都很复杂，不易实现测量自动化及实验智能化。
本次设计是运用把电子元件参数R 、C转化为频率信号f，然后用单片机计数后来算出对应参数，并显示出来，其转换原理分别是RC振荡，这样就实现把模拟量近似转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，这种数字化的处理使我们的仪器实现智能化。
2 STC89C52STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
3系统硬件设计及电路系统分为三个部分，分别有测量电路部分，通道选择部分，控制部分，STC89C52单片机将根据所选通道，通过IOA4和IOA3向模拟开关送两个地址信号，取得振荡频率，然后根据所测频率来判断是否更换量程，又或者是把数据处理后，得出相应的参数。
电阻测量电路：电阻的测量是通过“脉冲计数法”来进行测量的，用555构成的多谐振荡电路来实现，通过计算振荡频率的大小来得出所测电阻的阻值。
简易数字万用表设计设计33298530
简易数字万用表设计目录1、设计任务 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计指标及要求 (1)2、设计思路与总体框图 (1)3、系统硬件电路的设计 (2)3.1多用表主电路 (2)3.2 电阻测量输入电路 (2)3.3电压测量输入电路 (3)3.4电流输入测量电路 (3)4、系统的软件设计 (4)5、系统的设计仿真 (5)5.1仿真原理图 (5)5.2实物图 (6)5.3主要元器件功能介绍 (6)6、总结与体会 (20)6.1总结 (13)6.2体会 (13)7、参考文献 (14)1、设计任务1．1设计目的采用8位8路A/D 转换器ADC0809和AT89S52单片机，设计一台数字多用表，能进行电压、电流和电阻的测量，测量结果通过LED 数码管显示，通过按键进行测量功能转换。
1．2设计指标及要求电压测量范围0~5V ，测量误差约为±0.02V ，电流测量范围1~100mA ，测量误差约为±0.5mA ，电阻测量范围0~1000Ω，测量误差约为±2Ω。
2、设计思路与总体框图2．1设计思路首先利用P0 口数据地址复用，将地址通过P0口输入到单片机中。
再利用模数转换将模拟信号转换成数字信号，再次利用P0口将其输入到单片机。
最后，充分利用单片机强大的运算转化功能将其转成适当的二进制信号控制数显以确保正确的显示被测量的读数。
2．2总体框图3、系统硬件电路的设计3．1 数字多用表的主电路数字多表仪表主电路如图1所示。
89S52单片机通过线选方式扩展了A/D 转换器ADC0809和4位LED数码管，单片机的P2.7引脚作为ADC0809的片选信号，因此A/D转换器的端口地址为7FFFH.片选信号和WR信号一起经或非门产生ADC0809的启动信号START和地址锁存信号ALE。
片选信号和RD信号一起经或非门产生输出允许信号OE，OE=1时选通三态门使输出锁存器中的INT 转换结果送入数据总路线。
万能表设计课程设计
万能表设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解万能表的基本原理，掌握其结构组成和工作方式。
2. 学生能够运用所学的电学知识，解释并分析万能表在实际电路中的应用。
3. 学生能够准确读取万能表测量数据，了解不同测量功能的使用方法和测量范围。
技能目标：1. 学生能够正确操作万能表，进行电压、电流、电阻等基本测量。
2. 学生能够通过万能表检测简单的电路故障，并提出解决问题的方法。
3. 学生能够设计简单的电路图，利用万能表进行验证和分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理实验和电学测量的兴趣，激发科学探究精神。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作和沟通能力，增强解决问题的信心。
3. 学生通过学习万能表的使用，认识到科技对生活的影响，增强环保和节能意识。
课程性质：本课程为初中物理实验课程，结合电学基础知识，培养学生的实践操作能力和科学探究精神。
学生特点：初中生具备一定的电学知识基础，对实验操作充满好奇心，但动手能力和问题解决能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作和理论知识的结合，提高学生的动手能力、观察分析能力和创新能力。
通过课程目标的具体分解，确保学生在学习过程中达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 万能表基本原理：介绍万能表的工作原理，包括磁电式表头、表笔、量程切换和表盘读数等组成部分。
教材章节：《电与磁》中“电流表和电压表”章节。
2. 万能表操作方法：详细讲解万能表的使用方法，包括电压、电流、电阻测量的步骤，量程的选择和读数技巧。
教材章节：《电与磁》中“多用表的使用”章节。
3. 实践操作：设计实验，让学生动手操作万能表进行电压、电流、电阻测量，巩固所学知识。
教材章节：《电与磁》中“多用表实验”章节。
4. 故障检测与分析：指导学生利用万能表检测常见电路故障，培养学生分析问题和解决问题的能力。
教材章节：《电与磁》中“电路故障检测”章节。
5. 电路设计与验证：引导学生设计简单的电路图，利用万能表进行验证，培养学生的创新意识和动手能力。
简易万用表的设计与制作实验报告1
简易万⽤表的设计与制作实验报告1万⽤表制作实验报告10电信1班 20101305003 王俊摘要：万⽤表是⼀种多功能、多量程便于携带的电学仪器。
它可⽤不同的量程测量直流电流、直流电压、交流电压及电阻。
有的万⽤表还可以测量阻抗、容抗和⾳频功率等。
学习制作和设计万⽤表⾮常重要，还有利于我们⼤学同学提⾼电路分析的能⼒并加深对万⽤电表⼯作原理的理解，提⾼⾃⾝的动⼿能⼒。
关键字：万⽤电表、表头、测量电路、转换装置。
⼀、实验⽬的（1）通过万⽤表组装实验，进⼀步熟悉万⽤表结构、⼯作原理和使⽤⽅法。
（2）了解电路理论的实际应⽤，进⼀步学会分析电路，提⾼⾃⾝的能⼒。
⼆、实验原理万⽤表主要是由指⽰器、测量电路和转换装置三部分组成。
指⽰器俗称表头，⽤来指⽰被测电量的数值，通常为磁电式微安表。
表头是万⽤表的关键部分，万⽤表的灵敏度、准确度及指针回零等⼤都决定于表头的性能。
表头的灵敏度是以满刻度的测量电流来衡量的，满刻度偏转电流越⼩，灵敏度越⾼。
⼀般万⽤表表头灵敏度在10~100µA左右。
测量电路的作⽤是把被测的电量转化为适合于表头要求的微⼩直流电流，它通常包括分流电路、分压电路和整流电路。
分流电路将被测⼤电流通过分流电阻变成表头所需要的微⼩电流，分压电路将被测得⾼电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压；整流电路将被测的交流，通过整流转变成所需的直流电。
万⽤表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实现，转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等组成。
转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同位置，接通相应的触点，构成相应的测量电路。
万⽤表基本原理，如下图1-1所⽰。
图1-1万⽤表基本原理图下⾯以MF-47型万⽤表为例，分部介绍电路参数的测量原理。
三、实验内容1、直流电流的测量万⽤表的直流电流档，实质上是⼀个多量程的磁电式直流电流表，它应⽤分流电阻与表头并联以达到扩⼤测量的电流量程。
根据分流电阻值越⼩，所得的测量量程越⼤的原理，配以不同的分流电阻，构成相应的测量量程。
万用表的设计
RX
4、校准５０mA电流档：
要求：自己设计校准电路，自拟数据表格，
画校准曲线，为电流档定级。
标准 表
组装 表
G
R2+RW
1.1K
6V
R1
0
50mA
I标(mA)
I组(mA) 0 10 20 30 40 50
I(mA)
R1' ____
R1 R1' 100 % ____
R1
5、校准5V电压档：
2. 常用万用表种类及其特点
万用表有指针式和数字式两大类。指针式万用表小 巧结实，经济耐用，灵敏度高，但读数精度稍差；数字 式则读数精确，显示直观，有过载保护，但价格较 贵。
万用表的设计
原则：利用学过的知识，综合设计出万用表 的实用电路，根据设计方案进行组装、校准。
设计时要考虑临界电阻的保障问题; 综 合电路电阻的充分利用问题; 欧姆挡的调零 等问题的处理方法。
要求：自己设计校准电路，自拟数据表格，
画校准曲线，为电压档定级。
G
组装V
RW
标准V
1.1K
0 V标(V)
R1+R2
R3
5V
V组(V) 0 1 2 3 4 5
6V
V (V)
R3 ' ____ R3 R3' 100 % ____ R3
50mA电流档定级：
I max I m I s
标准电流表的级别：1.0
标准表误差：
Vs 7.51.0% 0.075V
级别 Vmax 100 ___
V改装电压表量程
注意
改装后的电压表定级为：_____级
电表级别类型：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5
万用表的设计、制作与校验
简易万用表的制作万用表是一种常用的测量仪表，它虽然精度不高，但其一表多用，结构简单，使用方便，成本低，深受人们喜爱。
通过MF30型简易万用表的实际制作可对电表的量程、内阻等概念加深理解，巩固和扩大电表改装实验的知识。
[一] 实验目的1．加深对电表量程、内阻等概念的认识。
2．将一只量程为1mA 的表头改装成一只多功能的简易万用表。
3．定出万用表各功能档的级别。
[二] 实验原理1．表头部分图1所示电路中，表头部分由D 1、D 2、C 及可变电阻R 10组成。
其中硅二极管D 1、D 2、电容C 及0.5A 、0.8Ω的熔断管FU 组成表头双重过载保护电路。
微安表头满量程值（即满刻度电流）I g =37.5μA ，表头内阻R g =1750Ω加上调整用可变电阻R 10后，其表头部分等效内阻R g ’=2kΩ，所以其满度压降 V R I U g g g 075.0102105.37''36=⨯⨯⨯=⋅=-2．直流电流测量电路图2所示电路中，表头部分和分流电阻R 1~9并联组成直流电流测量电路。
我们知道，并联电路中并联支路两端端电压不变。
根据欧姆定律，电阻大的并联支路中流过的电流小，而电阻小的并联支路流过的电流大，这就是我们常说的“反比分流”。
F μ5表头电路图1当转换开关S 1-1掷于“50μA ”档位时，等效内阻R g ’=2kΩ与R 1~9=6kΩ并联。
按“反比分流”的道理，被测直流电流中的大部分将会流过表头，指针将会随被测直流的微小变化而灵活偏转。
若在内部稍加调整，即可使万用表在被测直流电流为50μA 时，表头达到满度偏转。
当转换开关S 1-1掷于“500mA ”档位时，分流电阻R 1=0.6Ω与R g ’+R 2~9=2＋5.9994≈8kΩ，尽管此时万用表所测直流电流已达到几百毫安之大，但是实际上绝大部分的电流会从R 1上流过而进入表头的电流微乎其微，所以表头是安全的。
内部稍加调整就可以使万用表所测直流电流为500mA 时，表头达到满度偏转。
简易万用表的设计
东北石油大学课程设计2012年6 月25日东北石油大学课程设计任务书课程电子技术课程设计题目简易万用表的设计专业测控技术与仪器姓名曾润学号100601240305主要内容：本课题主要设计由集成运放组成的简易数字万用表，实现多级量程的直流电压测量、交流电压测量、直流电流测量、电阻测量以及电容测量电路。
主要内容包括系统的设计原则、总体方案、单元电路的设计、参数计算、元器件的选择及系统概述等。
基本要求：(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)至少能测量电阻、电流和电压。
主要参考资料：[1]刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录[M].北京：高等教育出版社，1957.15-18.[2] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].自动化,2003.203-207[3] 郁汉琪,数字电子技术实验及课题设计.,北京:高等教育出版社,1995.150-153.[4] 康华光.电子技术基础:模拟部分. 北京:高等教育出版社,1988.104-107.[5] 常健生,检测与转换技术,机械工业出版社,2000年2月.56-579.[6] 阎石,数字电子技术基础,高等教育出版社,1998年12月.49-56.[7]万嘉若,林康运，电子线路基础，高等教育出版社,1986年3月.79-83.完成期限2012.6.25—2012.7.4指导教师路敬祎（副教授）曹广华（教授）2012年6 月25 日目录一、设计要求 (1)二、方案设计 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (3)2、参数计算 (5)3、器件选择 (8)四、系统硬件电路设计 (8)五、电路焊接练习 (9)1、两管闪光灯电路 (9)2、占空比和频率可调的脉冲发生器 (10)3、收音机 (11)六、总结 (13)参考文献 (14)简易万用表的设计一、设计要求(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)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。
简易数字万用表的方案设计书
2013年江西省大学生电子设计简易数字万用表（C 题）2013年5月28日目录摘要0一．设计任务1二．系统方案2三．理论分析与计算33.1器件的选择与比较33.2 测量电路的设计和分析33.2.1 模数(A/D)转换与数字显示电路3 3.2.2 多量程数字电压表原理33.2.3 多量程数字电流表原理43.2.4 电阻的测量原理53.2.5 电容测量原理6四．电路设计与程序设计74.1 直流电压测量电路74.2 直流电流测量电路74.3 电阻测量电路84.4 测电容电路84.5 最小系统电路9五．测试方案105.1 硬件调试101.测试仪器102.测试方法105.2 软件调试105.3 硬件软件联合调试10模块程序设计法的主要优点是：10 5.4测试流程115.4.1 整体测试流程115.4.2电压测试流程1111电阻测量流程5.4.35.4.4 电流测试流程12参考文献13摘要本次设计用单片机芯片STC12C5A60S2设计一个数字万用表，能够测量直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容和电感，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、555振荡电路、51单片机最小系统、显示部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体硬件更简单，本电路使用了STC12C5A60S2自带的AD，它单片机系统设计采用STC12C5A60S2单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路，显示用四位数码管。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
关键字：数字万用表；单片机；AD 转换一．设计任务1.设计并制作一台支持直流电压、直流电流、电阻测量的数字万用表。
ΩΩ-1M1002.测量范围：直流电压0.1V-100V；直流电流10mA-500mA；电阻使用按键或者拨码开关进行测量类型选择，并用数码管显示器显示测．3量数值，发光二极管指示测量类型与单位。
4.测量精度：±5%。