量程自动切换的数字万用表设计
自动量程万用表设计方案
自动量程万用表设计方案自动量程万用表设计方案一、设计目标：万用表(19999) ，最小分辨率6 μ V ，自动选择量程。
二、功能设计要求( 量程范围) ：直流电压(DCV) —— 200mV 、2V 、20V 、200V 、1000V ；交流电压(ACV) —— 200mV 、2V 、20V 、200V 、700V ；直流电流(DCA) —— 2mA 、20mA 、200mA 、20A 1 ；交流电流(ACA) —— 2mA 、20mA 、200mA ；电阻(0HM) ——200 Ω、2k Ω、20k Ω、200k Ω、2M Ω、20M Ω：三、主要芯片：MSP430FE42X四、操作方式：按键—— DCV 按键，ACV 按键，DCA 按键，ACA 按键．OHM 按键。
五、原理当进行AD 测量时，MSP430FE42X 可以选择外部参考源，也可以选择内部参考源。
这里在测量电压和电流时．选择内部参考源1 ．25V ，这样，当外部待测电压为0 ．625V 时。
AD 采样值为65535 ，当待测电压为一0 ．625V 时．AD 采样值为0 。
由于设计的最小量程为0 ．2V ，故需要将其放大到0 ．625V ，使其满量程，然后根据显示的位数进行转换即0-20000 对应0-32767 。
实际的最小分辨率是0 ．2 ／32767V=6 μ V 。
当待测电压大于O ．2V 时，必须进行分压处理，一般采用10 倍的分压器，例如2V 时降至0.2v 等。
电压分压器如图 1 所示。
同样，在测量电流时，也要进行处理．使电流变为电压，然后才能测量。
电流的测量原理图如图 2 所不。
请注意，图 2 中右边的20A 输入是直接接入的．当然也可以加上一个20A 的保险丝。
以上是测量直流电压或直流电流的情况，当要测量交流电压或交流电流时，必须进行整流，整流电路如图 3 所示．AC ／DC 转换电路由同相放大器A1 、整流管D2 和D3 、隔直电容C18 和C19 、平滑虑波器R22 和C22 等组成，R24 是校准电阻器。
电子系统设计课程设计-量程自动切换的数字电压表设计
同相比例运算电路具有高输入电阻，低输出电阻的优点，但因为集成运放有共模输入，所以为了提高运算精度，应当选用高共模抑制比的集成运放。从另一个角度看，在对电路进行误差分析时，应特别注意共模信号的影响。
2.5数码管显示电路（SM42036系列——共阴极暖色调）
单片机应用系统中，通常都需要进行人机对话。这包括人对应用系统的状态干预与数据输入，以及应用系统向人们显示运行状态与运行结果。显示器、键盘电路就是用来完成人机对话活动的人机通道。这里我们选择普通的四位数码管，而没有采用lcd液晶显示，一方面减低代码编写难度，一方面也节省成本，根据实际需要来选择器件。
2部分电路设计
2.1复位电路
显而易见，复位电路的作用是复位。在单片机接上电源以后，或电源出现过低电压时，将单片机存储器复位，使其各项参数处于初始位置，即处于开机时的标准程序状态，以消除由于某种原因的程序紊乱。单片机的复位电路有上电复位电路和按键式复位电路。上电复位电路——利用电容器充电来实现复位。当加电时，电容上的电压不能突变，RST引脚为高电平，开始复位；电容C不断充电，电阻R上的压降逐步下降，当电容C充满电后，电路相当于开路，复位结束。可见复位的时间与充电的时间有关，充电时间越长复位时间越长，增大电容或电阻都可以增加复位时间。按键式复位电路——它的上电复位功能与上电复位电路相同，但还可以通过按键实现复位。按下按键后，通过两个电阻分压，使RST端产生高电平。按键按下的时间决定了复位的时间。单片机的复位是靠外部电路实现的，在本次设计中采用了按键式复位。
与传统利用手动开关实现通道转换的电压表相比，虽然可以降低成本们根据数据转换很容易地实现了500mv和10v两个量程切换，虽然在切换值处数据变化浮动加快，但是一定时间后仍然会回到稳定的数据显示。
量程自动切换的数字万用表设计毕业论文
分类号：密级：毕业论文（设计）题目:量程自动切换的数字万用表设计系别:专业年级:姓名:学号:指导教师:20xx年06月01日原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：日期：关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属吕梁学院。
本人完全了解吕梁学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权吕梁学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。
如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为吕梁学院。
本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为吕梁学院。
论文作者签名：日期：指导老师签名：日期：摘要这篇文章着重说明量程自切换的数字万用表设计方法。
本次设计的主要目的是实现仪表的量程自动切换功能。
作为一个用户，不需要手动选择范围，消除对选择过程的范围需要。
量程自动切换是通过软件程序控制硬件电路来实现的，所以测量过程更加方便。
这种设计使数字仪表成为智能仪表，与原来相比，测试效率和结果更准确。
本次设计所采用的量程自动切换模块是用由程序控制的增益放大器PDG，并通过试探发确定控制值。
本次设计可以达到的功能有：第一，量程自动切换；第二，防止使用者因选错量程而导致万用表损坏；第三，防止选择开关选择量程时引起的机械损耗而使测量精准度下降。
全自动数字万用表的设计
3 测量方法
在使用全自动数字万用表测量时，需要将黑表 笔直接插入黑表笔插孔中，复合表笔通过多芯插头 直接插入复合表笔的插槽中。 测试触头直接触及测 试点，电流传感器可随着测试触头自动地靠近被测 试线路，电流传感器直接感知与测试点相连接的线 路是否有电流，测试触头和电流传感器测得的信号 可通过与输入电路直接相连的复合表笔的插槽传送 到输入电路。 复合表笔结构如图 2 所示。
随着电子技术特别是检测和控制技术的飞速 发展，提高数字万用表自动化水平成为可能，测量 功能自动识别数字万用表取代手动操作的数字万 用表是必然趋势。 将测控技术的发展成果应用到数 字万用表设计中，对传统数字万用表的结构进行改
造，用先进的计算机控制技术代替传统的机械功能/ 量程选择开关，研制世界上最先进的新一代高智能 化的数字万用表具有重要的现实意义，对于提高我 国在仪表制造业方面的国际影响力和数字万用表在 国际市场上的竞争力将发挥重大作用。
收 稿 日 期 ：2009-08-13；修 订 日 期 ：2009-11-02 基 金 项 目 ：河 北 省 科 技 攻 关 项 目 （06213583） 作 者 简 介 ：秦 辉 （1962-），男 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 电 子 电 路 教 学 与 仪 器 设 备 维 修 等 工 作 。
单片机控制 LCD 显示电路显示正号或 负 号 的 同时，也向模拟开关电路和 A/D 转换电路发出控制 命令，使全自动数字万用表处于直流测量状态。 可 见如果单片机查询到 P3．0 引脚或 P3．1 引脚中只有 一个引脚出现上升沿， 并且 P3．0 引脚或 P3．1 引脚 中只有一个引脚为低电平，则单片机将处于直流测 量状态； 如果单片机查询到单片机的 P3．0 引脚和 P3．1 引脚均出现了上升沿，则单片机将处于交流测 量状态。
智能数字万用表的设计
经济学院电子设计大赛设计报告课题名称：数字智能万用表指导教师：汪成义王金庭光然学生：汪凡夏晶晶薇学生院系：电子工程系时间： 2011年7月智能数字万用表一 设计目的1、培养综合性电子线路的设计能力。
2、掌握综合性电子线路的安装和调试方法。
3、学会基于M3进行软件设计。
二 任务及要求 1、任务设计并制作一台具有直流电压、交流电压和电阻测量功能的智能数字万用表。
示意图如图1所示。
图1 智能数字万用表示意图2、要求1、基本要求（1）213数码显示，最大读数1999。
（2）直流电压量程：0.2V 、2V 、20V ，精度为0.2%1个字；输入阻抗≥10MΩ。
（3）交流电压量程：0.2V 、2V 、20V ，精度为0.5%2个字（以50 Hz 为 基准）；输入阻抗≥10MΩ；频率响应围为40~1000Hz 。
（4）电阻量程： 2Ω、200Ω、2M Ω，精度0.2%2个字。
2、发挥部分（1）直流电压测量具有自动量程转换功能。
（2）具有“自动关机”功能，即在测量过程中，若1分钟无任何键按下，仪器会自动关闭显示并处于低功耗状态；再按任意键，仪器能返回“自动关机”前的工作状态。
（3）具有相对误差（△%）测量功能，即在进行某项测量时，首先通过示屏提示用户从键盘输入标称值，一旦输入确认后，仪器能显示相对误差中的△值。
（4）其它。
三 总体设计方案1、系统模块图根据题目要求和本系统的设计思想，系统主要包括图2所示的模块：图2系统模块框被 测 量 输 入电测阻测直流 测交流 交测直流转换电路电阻测量电路量 程 自 动 转换电路A /D 转换电路 单片 机 系 统键盘与显示2、总体方案分析若被测量为电阻，则须经过电阻测量电路将电阻量转化为直流电压量后才可以进入量程自动转换电路；若被测量为直流电压，则可以直接进入量程自动转换电路；若被测量为交流电压，则需要先经过交直流转换电路将交流电压转换为直流电压后再进入量程自动转换电路。
量程自动转换数字万用表设计
学位论文量程自动转换数字万用表设计作者姓名：秦小康学科专业：测控技术与仪器学号： 6指导教师：刘继军（讲师）完成日期：2014-06-09太原工业学院Taiyuan Institute of Technology诚信申明本人申明：本人所提交的毕业论文《量程自动转换数字万用表设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果，论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；有关老师、同学和其他人员对我的论文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本设计和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
特此申明。
本人签名：2014年月日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：量程自动转换数字万用表设计系部：电子工程系专业：测控技术与仪器学号： 6学生：秦小康指导教师（含职称）：刘继军（讲师）1．课题意义及目标本设计使数字万用表成为了智能化检测仪器，与传统数字万用表相比,提高了测试效率和测试结果的准确性,使用方便。
其中，量程自动转换模块采用程控增益放大器实现。
本设计能够实现以下功能：第一，量程自动转换；第二，避免万用表被损坏；第三，避免量程选择开关的机械损耗引起的准确度下降。
2．主要任务（1）明确设计的主要内容：显示模块、A/D 转换模块、量程自动转换模块等的设计（2）查阅并学习相关文献资料（3）掌握数字万用表的基本工作原理（4）掌握自动转换量程的原理（5）实现设计并仿真（6）严格按照格式要求撰写论文3．主要参考资料[1]张剑平.智能化检测系统及仪器[M].第二版.北京:国防工业出版社,.[2]郭志友.自动换量限的数字万用表[J].仪器仪表学报,,第 25 卷(第1期).[3]沙占友等.万用表速学巧用一本通[M].第一版.北京:中国电力出版社,.[4]秦辉.全自动数字万用表:中国,[P].[5]张华林. MCP41/42 系列数字电位器的原理及其应用[J]. 漳州师范学院学报(自然科学版, 2007(第3期).4．进度安排量程自动转换数字万用表设计摘要本文主要介绍量程自动转换数字万用表的设计方法。
简易数字万用表设计
简易数字万用表设计辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计(论文）题目：简易数字万用表院（系）：电气工程学院专业班级：测控技术与仪器学号： 090301020学生姓名：王英会指导教师:起止时间：2012。
6。
18-2012。
6.29课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室: 测控技术与仪器注：成绩:平时20％论文质量60% 答辩20％以百分制计算摘要本课题介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计.该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块.A/D转换主要由芯片ADC0804来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片89S52来完成，其负责把ADC0804传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0804芯片工作.该系统的数字电压表电路简单,所用的元件较少，成本低,且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量0—5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
关键字：单片机；数字电压表；A/D转换; 80S52；ADC0804目录第1章绪论.................................... 错误!未定义书签。
第2章课程设计的方案. (1)2。
1概述 .................................... 错误!未定义书签。
2.2总体方案比较 ............................. 错误!未定义书签。
第3章硬件设计. (11)3.1电压采集 (4)3.2电流采集 (5)3.2电阻采集 (6)第4章软件设计 (7)4。
1程序设计总方案 (7)4。
2系统子程序设计 (8)第5章误差分析 (9)第6章课程设计总结 (10)参考文献 (11)第1章绪论社会的发展、科技的进步,离不开电子产业的推动。
智能数字万用表的设计
智能数字万用表的设计摘要：本智能数字万用表由凌阳SPCE061A单片机、MC14433——3 位A/D 转换电路、自动量程转换电路、交直流转换电路和大、小电阻测量电路组成，能够对交流电压、直流电压、大电阻和小电阻进行精确测量。
使用凌阳SPCE061A 单片机作为控制模块，实现量程自动转化；使用MC14433实现A/D转换；使用简易软键盘、凌阳SPLC501液晶显示模组实现输入和显示；使用单片机读取MC14433的数字信号来控制模拟开关，从而改变反馈电阻的大小实现档位的不同选择；本设计能够准确对被测量进行测量，所有性能指标符合要求。
关键词：数字万用表单片机 MC14433 交直流电压测量电阻测量一、方案论证1.交流电压的测量：由于交流电压不能直接测量，必须转换为直流电压。
转换方案有3种：方案一、热电偶测量法：根据交流有效值的物理定义来实现测量的，利用热电偶电路平衡原理通过两端的电势比较得到有效值。
但热电偶转换线性度差，且热电偶具有配对较难、响应速度慢、负载能力差等缺点。
方案二、模拟运算法：根据有效值的数学定义，用集成器件乘法器、开放器等依次对被测信号进行平方、平均、开方等计算直接得到交流输入信号的有效值。
这种方案测量的动态范围小、精度不高且输入信号的幅度变小时，平均器输出电压的平均值下降值很快、输出幅度很小。
方案三、交流整形电路：使用AD637等集成有效值转换芯片，把交流电压信号转换为幅值等于交流有效值的直流电压信号，在对直流电压进行测量，这种方案电路简单、响应速度快、失真度小、工作稳定可靠。
综上，采用方案三进行交流电压的测量。
2.小电阻的测量：由于小电阻在通入电压后发热，测量出的电阻值会产生较大的误差，对于小电路有3种方案测量：方案一、直流电桥测量法。
直流电桥又分直流单电桥和直流双电桥。
采用这两种方法测量时很多操作需要手动，并且对元件精度要求高，通过数字电位器来改变需要的电阻参数，索然可以实现数控，但数字电位器的每一级步进电阻值不确定，调节困难，用单片机处理计算复杂并且测量时操作不便。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分类号：密级：毕业论文（设计）题目:量程自动切换的数字万用表设计系别:专业年级:姓名:学号:指导教师:2015年06月01日原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：日期：关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属吕梁学院。
本人完全了解吕梁学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权吕梁学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。
如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为吕梁学院。
本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为吕梁学院。
论文作者签名：日期：指导老师签名：日期：摘要这篇文章着重说明量程自切换的数字万用表设计方法。
本次设计的主要目的是实现仪表的量程自动切换功能。
作为一个用户，不需要手动选择范围，消除对选择过程的范围需要。
量程自动切换是通过软件程序控制硬件电路来实现的，所以测量过程更加方便。
这种设计使数字仪表成为智能仪表，与原来相比，测试效率和结果更准确。
本次设计所采用的量程自动切换模块是用由程序控制的增益放大器PDG，并通过试探发确定控制值。
本次设计可以达到的功能有：第一，量程自动切换；第二，防止使用者因选错量程而导致万用表损坏；第三，防止选择开关选择量程时引起的机械损耗而使测量精准度下降。
本设计是以（AT89C51）单片机为核心，并由硬件设计和软件设计两部分组成的。
其中，硬件部分主要电路所需要的各种模块构成。
软件设计主要是由主程序和各个模块所需要的子程序构成，实现对量程的选择，最终使测量结果显示在显示器上。
关键词：万用表，自动切换，单片机AbstractThis article focuses on the design method of the digital million meter for scale switching. The main purpose of this design is to achieve automatic switching function of meter. As a user, do not need to manually select the range, eliminating the need for the range of the selection process. The automatic switching of the range is realized by the software program control hardware circuit, so the measurement process is more convenient.. This design makes the digital meter become intelligent instrument, compared with the original test efficiency and results more accurate. The design of the range of automatic switching module is used by the program control of the gain amplifier PDG, and by testing the value of the control value. This design can achieve the function: first, automatic range switching; the second to prevent users due to the wrong choice of range and lead to multimeter damage; the third to prevent selection switch selection range caused by mechanical loss and the measurement precision drops.The design is based on (AT89C51) microcontroller as the core, and by the hardware design and software design of two parts. Among them, the hardware parts of the main circuits required by the various modules constitute. The software design is mainly composed of the main program and the subroutine required by each module, and the choice of the measuring range is realized, and the results are displayed on the monitor..Key words：multimeter,Automatic switching,singlechip目录第1章绪论........................................................... - 1 -1.1 国内外研究进展................................................ - 1 -1.2问题的提出.................................................... - 1 -1.3 研究的背景与意义.............................................. - 2 -1.4 主要实现的功能 (2)1.6 万用表的分辨率与精度.......................................... - 2 -1.7 设计中重点解决的问题.......................................... - 3 - 第2章系统整体结构................................................... - 4 -2.1 系统设计方框图................................................ - 4 -2.2 系统设计方案.................................................. - 4 -2.3 量程自动转换功能的方案设计与论证.............................. - 5 -2.3.1 方案设计................................................ - 5 -2.3.2 方案论证................................................ - 7 - 第3章量程自动切换数字万用表的硬件电路设计........................... - 9 -3.1 A/D转换电路.................................................. - 9 -3.2 单片机控制与显示电路.......................................... - 9 -3.2.1 单片机最小系统......................................... - 10 -3.2.2 LED显示电路设计....................................... - 11 -3.3 量程自动转换模块电路......................................... - 11 -3.4 电流/电压转换电路............................................ - 14 -3.4.1 继电器介绍............................................. - 15 -3.5电阻/电压转换电路............................................ - 15 - 第4章量程自动切换数字万用表的程序设计.............................. - 17 -4.1 protues软件简介............................................. - 17 -4.2 编程语言选择和keil uVision4软件简介......................... - 17 -4.2.1 编程语言选择.......................................... - 17 -4.2.2 keil uVision4软件简介................................ - 17 -4.3 软件设计流程................................................. - 18 -4.4 protues与keil uVision4软件的联合调试....................... - 18 - 第5章量程自动切换数字万用表系统测试................................ - 21 - 第6章总结.......................................................... - 23 - 附录 (26)附录A：整机电路图............................................... - 24 - 附录B：输入为15V时仿真图....................................... - 25 - 附录C：超量程时显示仿真图....................................... - 25 - 附录D：程序源代码.................................... 错误!未定义书签。