数字式直流电流表地设计
简易数字电流表设计报告
目录摘要 2 关键词21 概述 31.1设计意义 31.2系统主要功能 32 硬件电路设计方案及描述32.1 设计方案 3 2.2 主要元器件的介绍 42. 3控制电路模块132.4 元件清单16 3数字式电流表的软件设计163.1系统程序设计总方案 163.2系统子程序设计 17 4数字式电流表的调试194.1软件调试 19 4.2显示结果及误差分析 20 5总结22附录1.电路原理图及仿真图23附录2. 程序代码24参考文献 26基于单片机的简易数字电流表设计摘要数字电流表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。
它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件。
数字电流表是建立在数字电压表的基础上，让电压表与电阻串联，其显示的是电流，数字电压表是把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式，并加以显示的仪表。
数字电流表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起，成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支，数字电流表标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。
本设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。
简易数字电流测量电路由A/D转换、数据处理、显示控制等组成。
关键词：单片机 AT89C51 A/D转换ADC0809数据处理1 .概述1.1设计意义通过课程设计，掌握电子设计的一般步骤和方法，锻炼分析问题解决问题的能力，学会如何查找所需资料，同时复习以前所学知识并加深记忆，为毕业设计打好基础，也为以后工作作准备。
通过对选题的分析设计，学习数字电流表的工作原理、组成和特性；掌握数字电流表的校准方法和使用方法；1.2系统主要功能A、利用AD转换芯片和精密电阻测量0~20mA电流B、系统工作符合一般数字电流表要求2 硬件电路设计方案及描述2.1 数字式电流表系统硬件设计硬件电路设计主要包括：AT89S51单片机系统，A/D转换电路，显示电路。
基于单片机的工频电压(电流)表的设计
检测系统实习报告题目：基于单片机的工频电压（电流）表的设计姓名：院（系）：专业：指导教师：职称：评阅人：职称：年月摘要在实际中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。
有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。
本文详细介绍了一个数字工频电压、电流表设计，以AT89S52单片机为控制核心，由电压、电流传感器模块，真有效值测量模块，信号调理模块，AD采集模块及控制、显示模块等构成。
系统采用电压、电流互感器对输入信号进行降压处理，经AD736转换得到原信号的真有效值，由TLC549转换为数字量后送入单片机内进行简要的数据处理并将结果通过LCD实时显示，达到了较好的性能指标。
关键词：工频数字电压（电流）表真有效值AD736 TLC549 AT89S52AbstractIn practice, RMS is the most widely used parameters. Except in special circumstances,voltage meter readings almost all carried out by the RMS of sine wave . The reasons of RMS is widely available, on the one hand, because it directly reflects the size of the exchange of signal energy, which the study of power, noise, distortion, spectrum purity, energy conversion, such as it is very important; On the other hand, it has a very simple superposition of the nature of the calculation will be extremely convenient. The design of single-chip Atmel Corporation AT89S52 as control core, by the current sensor module, True RMS measurement modules, signal conditioning modules, AD acquisition and control module, display module. System uses a current sensor circuit for step-down of the input signal processing, has been converted by the original AD736 True RMS signal by the TLC549 convert into single-chip digital conducted after the brief and the results of data processing in real time through the LCD display, achieve a better performance.Keyword: Digital voltage(current) meter True RMS AD736 TLC549AT89S52目录第一章绪论 (1)§1.1 选题背景及意义 (1)§1.2 系统设计任务 (1)第二章系统总体设计 (2)§2.1 方案论证与比较 (2)2.1.1 电压、电流变换部分 (2)2.1.2 有效值测量部分 (2)§2.2 系统总体设计 (2)第三章硬件设计 (4)§3.1 传感器电路设计 (4)3.1.1 电压互感器 (4)3.1.2 电流互感器 (4)§3.2 真有效值转换电路设计 (5)3.2.1 电压、电流切换电路 (5)3.2.2 真有效值测量电路 (6)§3.3 信号调理电路设计 (7)§3.4 A/D转换电路设计 (7)§3.5 单片机及显示电路设计 (9)第四章软件设计 (10)§4.1 LCD1602液晶显示程序 (10)§4.2 A/D转换程序 (10)§4.3 主程序设计 (12)第五章系统调试及误差分析 (13)§5.1 系统调试及测试结果 (13)5.1.1 AD736测试结果 (13)5.1.2 OP07测试结果 (13)5.1.3 TLC549测试结果 (13)5.1.4 工频电压测量精度 (14)5.1.5 工频电流测量精度 (14)§5.2 误差分析 (14)§5.3 改进方法 (15)结束语 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录 (19)附录一完整电路图 (19)附录二程序清单 (20)第一章绪论§1.1 选题背景及意义在日常的生产、生活和科研中，工频电无处不在，所谓工频就是电力供电系统交流电的频率，我国国家规定工频为50赫兹，即周期为0.02秒，英、美等国规定的工频为60赫兹。
大学物理实验讲义实验电表设计与制作
实验4 电表设计与制作本实验属于设计性实验,请同学们自行查阅资料完成设计性实验报告;实验目的1． 掌握改装电表的原理和校准电表的方法;2． 学会设计单量程电表直流电流表、直流电压表; 3． 学习用万用表检查电路故障的方法;仪器用具HG61303型数字直流稳压电源、GDM-8145型数字万用表、滑线变阻器、FBZX21型电阻箱、C31-V 型电压表、C31-A 型电流表、FB715型物理设计性实验装置、可调电阻及导线若干实验原理1. 将微安表头改装成较大量程的电流表将微安表头改装成较大量程的电流表时,表头与分流器并联,被测电流的一部分流过分流器,一部分流经表头,由表头直接指示,这样,由表头和分流器组成的整体就可量度较大的电流;最简单的单量程电流表的原理图如图4-1所示,分流器只有一个电阻1R ;为方便计算,图中加入了一附加的可调电阻0R ,使表头G 与0R 串联起来,构成了一量限为g I 、等效内阻为g r '的表头本实验要求调节0R 使得k Ω8.10=+='R r r g g;如果要将量程为g I 的表头改装成量程为1I 的电流表,分流电阻1R 的计算公式为：gg g I I r I R -'⋅=11 4-1如果要将微安表改装成有m 个量程分别为1I ,2I ,…的电流表,则分流器中应有m 个电阻,选用分流器中不同阻值的分流电阻,可以得到不同量程的电流档;按照欧姆定律,可计算出各个分流电阻的阻值;2. 将微安表头改装成电压表将微安表头改装成电压表时,表头与分压器串联,被测电压的一大部分降落在分压器上,一小部分降落在表头上,这样,由表头和分压器组成的整体就可量度较大的电压;最简单的单量程电压表的原理图如图4-2所示,分压器只有一个电阻2R ,如果要将量程为g I 、等效内阻为g r 'k Ω8.10=+='R r r g g 的表头改装成量程为1U 的电压表,分压电阻2R 的计算公式为：图4-1 微安表头的扩程方法 图4-2 改装电压表的方法g gr I U R '-=12 4-2 如果要将微安表改装成有n 个量程分别为1U ,2U ,…的电压表,则分压器中应有n 个电阻,选用分压器中不同阻值的分压电阻,可以得到不同量程的电压档;按照欧姆定律,可计算出各个分压电阻的阻值;3. 将微安表头改装成欧姆表微安表头也可以改装成测量电阻的欧姆表,方法是将等效内阻为g r '的微安表头与内阻为E r 的电源E 、可调电阻3R 连接起来,就可构成一个欧姆表本实验欧姆表各档电阻均采用可调电阻,故省去了调零电阻,如图24-3所示;由图可知,欧姆表的总内阻为3R r r R E g++'=内,当欧姆表的a 、b 两端接入待测电阻x R 时,电路中的电流为xR R EI +=内 4-3当E 和内R 一定时,由4-3式可知,电表读数I 与x R 之间有一一对应的关系,因此电表经定标后即可直接读出x R 值;在具体设计制作欧姆表时,应注意以下几点：（1）当0=x R 时即a 、b 之间短接,若调节3R 使指针偏转到表头满刻度的位置,则此时有以下关系： 即gI ER =内 4-4 这时,可把指针偏转到满刻度位置定为欧姆表的零值刻度;如果欧姆表的电源是干电池,则当出现E 下降、E r 变大的情况时,可调节3R 使4-4式仍然成立,即当a 、b 短接时,仍能保证指针刚好指在零欧姆位置;（2）当∞→x R 时即a 、b 之间开路,回路电流为零,这时指针指在表头的零刻度位置上,这个位置可定为欧姆表的无穷大值刻度;由此可见,相对于电压表和电流表而言,欧姆表的刻度尺是反向标度的; （3）当内R R x =时,根据4-3、4-4式有22g I R EI ==内 4-5 这时,指针应指在表头标度尺的正中央位置上,这位置的欧姆表刻度数值称为中值电阻中R ,显然,中R 有以下关系：gI ER R ==内中 4-6 由4-6式可见,中值电阻的大小是取决于电源电动势E 和表头量限g I 的;选用不同的E 和g I 时,欧姆表的中值电阻就不同,依据这一点,我们可以设计一个多量程的欧姆表,以用来测量不同阻值的电阻,如“1⨯”档、“10⨯” 档、“100⨯” 档、“K 1⨯” 档、“K 10⨯”档等等;这里有两点需要注意：① 欧姆表的标度尺刻度是不均匀的;这可以从4-3式看出,当中R R x >>时,标度尺刻度越来越密,读数误差越大,而当中R R x <<时,指针接近满刻度,I 随x R 的变化不明显,因而测量误差也很大,只有当xR 图4-3 改装欧姆表的方法 图4-4 改装低量程欧姆表的方法在中R ~10中R 范围内时,测量才比较准确,因此,应根据待测电阻的大小选择合适的档来测量；② 在设计欧姆表的“1⨯”档、“10⨯” 档、“100⨯” 档时,由于中值电阻较小,电路中的电流将大于表头量限g I ,因此需要在图4-3的电路中给表头并联一个电阻R 以扩大表头的量程,如图4-4所示;例如,若欧姆表电源的电动势为5.1=E V,要求欧姆表“100⨯” 档的中值电阻为Ω,则由4-6式可计算出表头扩程后电路中的总电流为15.15.1=Ω==K V R E I 中mA,再根据图4-4所示的电路计算出需并联的电阻的大小;4. 改装表的校准在改装电表的工作完成后,还需要对改装表进行校准,并作出改装表的校准曲线;校准电表的过程,实际就是将改装表的示数与标准表的示数进行比较的过程;例如,校准电流表的办法是：将改装表与一个用作标准的电流表串联起来接进电路中,给电路通以可调节大小的电流注意不得超过改装表的量程,当改变电流的大小使得改装表的示数x I 按刻度作等间隔变化时,读出相应的标准表的示数S I ,由此可得到各刻度的电流修正值x S x I I I -=∆,作出x x I I -∆曲线,即为该电流表的校准曲线,如图4-5所示;这里应注意三点：①当标准表的示数正好为待校准量程的量限时,改装表应正好满偏；②校准时应以改装表为自变量,读出相应的标准表的读数；③电表的校准曲线应为折线状;根据电表的校准曲线可以修正电表的读数,得到较准确的结果;由校准曲线找出最大误差如图4-5中的m I ∆,可计算出改装表的准确度等级a 参见实验三;实验内容与要求1． 设计一个单量程直流电流表要求将一个量程为=g I 100μA 、内阻为g r 约为Ω的表头改装成量程为5mA 的电流表,完成电路设计、参数计算;2． 电流表校准方案设计：设计电压表校准电路,说明所需仪器、实验步骤; 3． 设计一个单量程直流电压表要求将一个量程为=g I 100μA 、内阻为g r 约为Ω的表头改装成量程为5mA 的电流表,完成电路设计、参数计算;4． 电压表校准方案设计要求同25． 进入实验室前必须完成1~4项,写出设计方案,经老师检查合格,可进行制作与`校准实验; 6． 制作并校准设计好的单量程电表 （1）测量表头内阻g r 的准确值;（2）制作已设计好的电表,注意实验室所提供的电阻均为可调电阻,学生需调节电阻到所需大小,连接好改装表的电路;（3）连接好校准电路,利用实验室给出的数字电表或指针式电表作为标准电表,校准改装表的5mA 档和5V 档,作出校准曲线;实验提示以电流表校准为例：首先校准标准表和改装表的零点；然后校准量程,使标准表对应5mA,观察改装表是否刚好满刻度,若不是,调节分流电阻箱使改装表满刻度和标准表对应5mA 同时满足,记下此时的电阻箱读数R ';随后校准刻度,在被校准的刻度盘上,均匀选取11个校图4-5 改装电流表的校准曲线准点包括零点,其示数为x I ,从小到大依次在校准各点的刻度上,记下标准表相应的读数+I ,再由大到小重复一遍,记下标准表读数-I ,取平均值20-++=I I I ,数据填入下表; （4）描绘电表校准曲线,并计算改装表的准确度等级a; 实验提示：以改装电流为例;表头内阻g r = ,准确度等级a= 级,刻度格为 格;改装表电路图为 ；校准电路图为 ;分流电阻R 计算值为 以g r =Ω作为计算；实际值电阻箱读数R '为 分流电阻箱必须调节到同时满足表头满偏和标准表读数对应5mA;标准表型号 ,档位 ,准确度 ;注意事项1. 测量表头内阻时,通过表头的电流值不得超过表头的量限,更不允许电流反向;2. 注意使用数字标准表电压、电流功能时正确选择接线端口;3. 实验电压应从零缓慢升起;4. 校准前先校正改装表和标准表的零点;5.选择标准表的级别要比被校表高2级以上;例如被校表为级,则应选级以上的电表作为标准表;思考问题1. 校正电流表时,如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高,试问要达到标准表的数值,此时改装表的分流电阻应调大还是调小为什么2. 校正电压表时,如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏低,试问要达到标准表的数值,此时改装表的分压电阻应调大还是调小为什么3. 标准表的准确度等级比表头的准确度等级要低,此时能用该标准表对改装表进行校准,为什么4. 测量表头内阻的方法很多,试设计多种测量电路,比较它们的优缺点;5. 能否把量程为1000uA 、内阻约为100Ω的表头改装成量程为50uA 的微安表头或的电压表为什么。
高精度16位AD电压电流表
本科毕业设计（论文）题目：高精度16位AD转换器应用High precision 16 bit AD converter application学院专业班级学号姓名诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《高精度16位AD转换器应用》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：年月日摘要【摘要】本文介绍了一种基于单片机技术的新型高精度数字式电压电流表，该设计采用STC公司生产的STC89C52微处理器作为整个设计的核心单元，通过施加外围电路来实现直流电压和直流电流的精确测量，该系统的设计思想是通过输入端电阻采集被测信号，由于采集到的电压、电流信号较弱需要经运算放大器对信号进行放大，本文采用LM124对采集到的信号进行放大，经放大处理后的信号为模拟信号不能直接被单片机识别，需要将采集到的模拟电压信号送到模数转换芯片ADS1110 来进行A/D 转化，最后将转换后的数字信号送到MCU 进行数据处理并通过液晶屏幕（1602或者12864）来显示被测值。
本文对整个设计流程做了详细的阐述并制作了样机，实际测试表明该数字式电压电流表可以精确的测量直流电压，直流电流，理论设计精度可达到16位，显示精度达到0.0001，测试结果证明测试精度达到了设计要求。
【关键词】单片机；STC89C52；高精度数字电压表；数字电流表；ADS1110High precision 16 bit AD converter applicationAbstract【ABSTRACT】Abstract: This article introduced a new digital voltmeter of high precision,which was basing on single-chip technic,the design adopted STC89C52 microprocessor produced by ATMEAL company as the core unit of the whole design,to reach the precisly measurement of volts d.c by putting peripheral circuit.,and the idea of the system was to gather the signal of the under measured volts through the inputing resister.As the volts signal gathered was very weak,it needed to be magnified,here the LM24 was used to do this. The magnified signal was taken as analog signal,which cannot be identified by single-chip,so the analog signal needed to be transferred to ADS1110 to get the A/D transferation,then the transferred signal would be conveyed to MCU for digtal processing and through LCD1602 to get the volum of the volts. The whole design process was described in details and sample was also made,and the actul test result showed this voltmeter was able to measure volts d.c very precisely,the volum can reach 0.0001,which can meet the requirement well.【KEYWORDS】Single-chip;STC89C52;High precision digital voltmeter; ADS1110 Digital ammeter目录1 绪论 (6)1.1 课题简述 (6)1.2 课题设计目标 (6)1.3 高精度电参数测试仪的应用前景 (7)2 方案设计与论证 (8)2.1 方案论述 (8)2.2 实用意义 (8)3 系统硬件电路设计及芯片介绍 (9)3.1 芯片选型及功能介绍 (9)3.1.1 STC89C52单片机主要功能及特性 (9)3.1.2ADS1110 16位ＡＤ转换芯片主要功能及特性 (11)3.1.3 LCD12864液晶介绍 (14)4系统硬件电路设计 (15)4.1 单片机主控电路设计 (15)4.1.1 单片机最小系统电路设计 (15)4.1.2 复位电路 (15)4.1.3 振荡电路 (16)4.2 电压测量电路设计 (17)4.2.1 设计思路 (17)4.2.2 原理图设计 (17)4.3电流测量电路设计 (18)4.3.1 设计思路 (18)4.3.2 原理图设计 (18)4.4 ADS1110 A/D转换模块设计 (19)4.5 显示模块设计 (20)4.5.1 显示模块电路设计 (20)4.5.2 LCD12864与单片机接口电路 (21)4.6 保护电路与滤波电路设计 (22)5 系统软件设计 (23)5.1 软件框图 (23)5.2 软件流程图 (24)5.3 程序撰写语言 (26)5.4 程序主要组成 (26)5.4.1 AD读取程序子程序 (26)5.4.2 电压、电流及量程转换程序 (29)5.4.3 LCD12864液晶显示程序 (32)6 系统功能测试 (34)6.1 测试仪器与使用方法 (34)6.2 数据测量与分析 (34)7 结束语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录 (39)1系统整体电路图 (39)2实物照片图 (40)3系统源程序代码 (41)1绪论数字型电压表（Digital Voltmeter）简称DVM、数字电流表(Digital ammeter )简称AMP，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压，直流输入电流）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表，它是通过把采集到的模拟信号经过AD 转换成数字量来显示，通过数字显示开起来更加直观，避免指针式容易造成的视觉误差。
数字万用表的研究与设计
ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本科毕业设计数字万用表的研究与设计The Design of Digital Multimeter系（院）名称：电子信息与电气工程学院QQ 号：309810851目录中文摘要、关键词 (Ⅰ)英文摘要、关键词 (Ⅱ)引言 (1)第一章课题的研究背景 (2)1.1数字万用表研究的目的和意义 (2)1.2国内外的研究动态及发展趋势 (3)1.2.1国内研究概况 (3)1.2.2国外研究概况 (4)1.3数字万用表设计重点解决的问题 (4)第二章数字万用表的总体设计方案 (5)2.1课题设计的基本思路 (5)2.2数字万用表的测量原理及电路平台 (5)2.3数字万用表的硬件系统总体设计框图 (10)2.4硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (11)2.4.1 AT89S52芯片功能特性描述 (12)2.4.2模数转换模块介绍 (13)2.4.3显示模块介绍 (15)2.4.4电源模块介绍 (15)2.5数字万用表的硬件设计 (16)第三章系统软件及流程图及仿真过程 (22)3.1软件设计整体思路 (22)3.2系统总流程图 (23)3.3物理采集流程图 (24)3.4系统仿真过程 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A (29)附录B (33)数字万用表的研究与设计摘要:本次设计用单片机芯片AT89S52设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S52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，显示芯片用TEC612驱动8位数码管显示。
电流表改装实验报告
电流表改装实验报告电流表改装实验报告引言：电流表是一种常见的电子测量仪器，用于测量电流的大小。
然而，传统的电流表在使用过程中存在一些不便之处，比如读数不够直观，精度有限等。
为了解决这些问题，本次实验对电流表进行了改装，旨在提高其使用体验和测量精度。
一、改装目的本次改装的目的是提高电流表的使用体验和测量精度。
通过改装，我们希望能够实现以下几个方面的改进：1. 提高读数的直观性，使用户能够更清晰地观察到电流的大小。
2. 增加测量精度，减小误差范围，提高测量结果的准确性。
3. 优化电流表的外观设计，使其更加美观大方。
二、改装过程1. 更换显示屏传统的电流表使用指针式显示，读数不够直观。
为了解决这个问题，我们将显示屏从指针式改为数字式。
数字显示屏可以直接显示电流的数值，使用户能够更清晰地了解电流的大小。
2. 提高测量精度为了提高测量精度，我们对电流表的内部电路进行了优化。
首先，我们更换了原有的电流传感器，采用了更敏感的传感器。
其次，我们对电路进行了精确的校准，以减小误差范围。
通过这些改进，电流表的测量精度得到了明显的提升。
3. 优化外观设计在改装过程中，我们还对电流表的外观进行了优化。
我们采用了金属外壳，使电流表更加坚固耐用。
同时，我们对外壳进行了精心设计，使其外观更加美观大方。
这样的外观设计不仅提高了电流表的整体质感，也增加了用户的使用体验。
三、实验结果经过改装后，电流表的使用体验和测量精度都得到了明显的提升。
首先，数字显示屏的使用使用户能够直观地读取电流数值，避免了传统指针式显示的不便。
其次，经过优化的电路和传感器使电流表的测量精度得到了显著提高，减小了误差范围。
最后，外观的优化使电流表更加美观大方，增加了用户的满意度。
四、改进方向尽管本次改装取得了一定的成果，但仍有一些方面需要进一步改进。
首先，我们可以考虑使用更先进的传感器技术，进一步提高测量精度。
其次，可以研究更先进的显示技术，提高读数的直观性和清晰度。
数字表显示电压电流表电路
数字电压表电路ICL7107ICL7107 安装电压表头时的一些要点：按照测量＝±199.9mV 来说明。
1.辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。
也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。
许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。
知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第 40 引脚。
（1 脚与 40 脚遥遥相对）。
2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是 DC5V 。
第 36 脚是基准电压，正确数值是 100mV，第 26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在 －3V 至 －5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。
芯片第 31 引脚是信号输入引脚，可以输入 ±199.9mV 的电压。
在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。
3.注意芯片 27,28,29 引脚的元件数值，它们是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。
芯片的 33 和 34 脚接的 104 电容也不能使用磁片电容。
4.注意接地引脚：芯片的电源地是 21 脚，模拟地是 32 脚，信号地是 30 脚，基准地是 35 脚，通常使用情况下，这 4 个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30 脚或 35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。
－－ 本文不讨论特殊要求应用。
5.负电压产生电路：负电压电源可以从电路外部直接使用 7905 等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个 +5V 供电就可以解决问题。
比较常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等电路来得到，这样需要增加硬件成本。
我们常用一只 NPN 三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片 38 脚的振荡信号串接一个 20K －56K 的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为 2.4V － 2.8V 为最好。
直流电压、电流和电阻的测量实验报告
直流电压、电流和电阻的测量实验报告学生序号：6 实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：张冶沁成绩：__________________ 实验名称：直流电压、电流和电阻的测量实验类型：电路实验同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握直流电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法；2.掌握测量直流电压、电流和电阻的直接测量方法；3.了解测量仪表量程、分辨率、准确度对测量结果的影响。
4.学习如何正确表示测量结果。
二、实验内容和原理1.数字式仪表测量误差计算方法数字显示的直读式仪表，其误差常用下列三种方式表示：?=?（a%）x?几个字?=?（a%）x?（b%）xm?=?（a%）x?（b%）xm?几个字式中，x为被测量的指示值；xm为仪表满偏值，也就是仪表量程；a为相对误差系数；b为误差固定项。
从上述三种表达式可知，数字表的误差主要由与被测值大小有关的相对量和与被测量大小无关的固定量以及显示误差共同组成。
其中，前者是由于仪表基准源、量程放大器、衰减器的衰减量不稳定及校准不完善的非线性等因素引起的误差；后者包括仪表零点漂移、热电势、量化误差和噪声引起的误差。
2.电路基本测量方法。
直接测量的结果表示为：x?u（cP）。
其中，x：n次测量的平均值；uc：合成不确度；P：置信概率。
3.数字万用表测量误差的计算方法。
将直流电压表跨接（并接）在待测电压处，可以测量其电压值。
直流电压表的正负极性与电路中实际电压极性相对应时，才能正确测得电压值。
电流表则需要串联在待测支路中才能测量在该支路中流动的电流。
电流表两端也标有正负极性，当待测电流从电流表的“正”流到“负”时，电流表显示为正值。
直流仪表的测量误差通常由其说明书上的计算公式给出，与测量值以及量程大小有关。
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摘要直流数字电流表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。
它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大减少了因人为因素所造成的测量误差事件。
数字电流表是建立在数字电压表的基础上，让电压表与电阻串联，其显示的是电流，数字电压表是把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式，并加以显示的仪表。
数字电流表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起，成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支，数字电流表标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。
本设计采用了以单片机为开发平台，控制系采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。
简易数字电流测量电路由A/D转换、数据处理、显示控制等组成。
目录第一章引言 (1)1.1引言 (1)1.2课题研究的现状和发展趋势 (1)1.3智能仪表目前发展状况 (1)第二章设计任务及可行性分析 (3)2.1系统设计要求 (3)2.2系统设计思路 (3)2.3总体结构 (3)2.3.1数字电流表的组成 (3)2.3.2电路设计 (4)2.3.310倍放大器电路 (4)2.3.4A/D转换电路 (5)2.3.5电桥输入电路 (6)2.3.6测量电路 (6)第三章元器件的选择 (8)3.1单片机的选择 (8)3.2A/D转换器的选择 (9)3.3LED显示电路的选择 (9)3.4所需元器件清单 (10)第四章数字式电流表的软件设计 (11)4.1系统程序设计总方案 (11)4.2系统子程序设计 (11)4.2.1初始化程序 (11)4.2.2A/D转换子程序 (11)4.2.3显示子程序 (12)4.3系统程序代码 (13)第五章数字式电流表的调试 (14)5.1软件调试 (16)5.2显示结果及误差分析 (16)5.2.1显示结果 (16)5.2.2误差分析 (17)第六章结论 (19)参考文献 (20)第一章引言1.1 引言传统的指针式刻度电流表功能单一，精度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需求。
采用单片机的数字电流表，将连续的模拟量如直流电压转化成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC 实时通信。
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。
以数字电流表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。
目前，由各种单片机和A/D 转换器构成的数字电流表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域。
显示出强大的生命力。
与此同时，由DVM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的水平。
因此对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。
1.2 课题研究的现状和发展情况最近的十几年来，随着半导体技术、集成电路(IC)和微处理器技术的发展，数字电路和数字化测量技术也有了巨大的进步，从而促使了数字电流表的日新月异，并不断出现新的类型。
数字电流表从1952 年问世以来，经历了不断改进的过程，从最早采用继电器、电子管的型式发展到了现在的全固态化、集成化(IC 化〕。
另一方面，精度也从0.1%提高到了现在的0.01%——0.005%，而且从实验中空用的“高价样品”开始已发展到了现在为厂矿企业广所使用的的“廉价型”，进而出现了能够用于安装板上作指示仪表的“安装型”。
目前，数字电流表的部核心部件是A/D 转换器，转换的精度很大程度上影响着数字电流表的准确度，因而，以后数字电流表的发展就着眼在高精度和低成本这两个方面。
1.3 智能仪表目前发展状况在自动化控制系统中，仪器仪表作为其构成元素，它的技术进展是跟随控制系统技术的发展的。
常规的自动化仪器仪表适应常规控制系统的要求，它们以经典控制理论和现代控制理论为基础，以控制对象的数学模型为依据。
当今，控制理论已发展到智能控制的新阶段，自动化仪器仪表的智能化就成为必然和必须。
本文将就自动化仪器仪表的智能化的状况与进展，以及当今对智能仪器仪表研究、开发热点做概要的分析与表述。
作者建议人们关注自动化仪器仪表智能化技术的进展，关注仪器仪表装置与控制系统技术的互动发展，这对推进我国自动化技术水平的进一步提高将是大为有益的。
智能化的自动化仪器仪表应以智能控制理论为基础，体现人的智能行为。
人工智能是智能控制理论的基本组成部分之一，它以知识为基础，它的目标是建造智能化的计算机系统，用来模拟和执行人类的智力功能，如判断、理解、推理、识别、规划、学习和问题求解等等，进而用自动机模仿人类的思维过程和智能行为。
基于智能控制理论基础的智能仪器仪表目前大致有几方面的进展:（1）专家控制系统(expert control system, ECS)是典型的基于知识控制系统，它是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统。
它运用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，解决那些需要人类专家才能解决好的复杂问题。
专家控制器的结构按控制要求的不同而有所不同。
典型的结构由知识库、推理机、人机接口等组成。
其中，知识的获取、知识库的建立是关键。
人们已经总结出的方法是领域专家和知识专家的有机结合，同时收集、归纳有经验的操作员方面的知识。
然后把获取的知识变成可用的规则，以期在推理过程中得到更高的命中率。
专家控制已在工业控制中得到广泛的应用。
（2）模糊控制器(FC-Fuzzy Controller)，也称模糊逻辑控制器(FLC-Fuzzy Logic Controller)。
自然界的事物都具有一定的模糊性，模糊逻辑在控制领域中的应用产生了模糊控制技术。
由于模糊控制技术具有处理不确定性、不精确性和模糊信息的能力，对无法建造数学模型的被控过程能进行有效的控制，能解决一些用常规控制方法不能解决的问题，因而模糊控制在工业控制领域得到了广泛的应用。
模糊控制器一般由输入标定、模糊化、模糊决策、清晰化、输出标定等几个部分组成。
其中，模糊化、模糊决策、清晰化是主要和基本的部分，“模糊化”将输入量(精确量)变为模糊量，“模糊决策”进行模糊运算，其过程是由推理机进行预估输出推理，得到模糊量输出。
“清晰化”将模糊量输出转化为精确量，提供给系统的驱动器定标后使用。
当前，模糊控制技术在工业控制中得到广泛的应用，尤其在不确定性过程、难于建模的场合发挥了模糊控制技术的长处。
模糊控制器在家电和其它行业同样得到了广泛的应用。
（3）神经网络在工业控制系统中的应用提高了系统的信息处理能力，提高了系统的智能水平。
所谓神经网络控制，简称神经控制，它是指采用神经网络这一技术对复杂的非线性对象进行建模，或担当控制器，或优化计算，或进行推理，或故障诊断等工作。
由于神经网络具有高度的并行结构和并行实现能力，具有对任意非线性关系的描述能力，具有通过训练学习归纳全部数据能力，使得它在控制系统中被广泛灵活地应用。
数字电流表，作为智能仪表的一种，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电流表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。
目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电流表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。
第二章设计任务及可行性分析2.1 系统设计要求1、可以测量0-5V的8路输入电压值；2、测量结果可在四位LED数码管上轮流显示后单路选择显示；3、测量最小分辨率为0.019A；4、测量误差约为+0.0AV。
2.2 系统设计思路1、根据设计要求，选择AT89S51单片机作为核心控制器件。
2、A/D 转换采用ADC0809 实现。
与单片机的接口为P0 口和P2 的高四位引脚。
3、电压显示采用4 位一体的LED 数码管。
4、LED 数码管的段码输入，由并行端口P1 产生；位码输入，由并行端口P3 低三位产生。
显示模块主控模块A/D转换模块图2.1设计思路框图2.3 总体结构2.3.1 数字电流表的组成图2.2 数字电流表的组成框图数字直流电流表的核心是A/D转换器。
按系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行8路其他A/D转换量的测量和远程测量结果传送等扩展功能。
数字电流表系统设计方案框图如图2.3所示。
图2.3 数字电流表系统设计方案框图2.3.2 电路设计1、IO口资源分配①P3口连接ADC0804的8位数据口；②P1.4连接ADC0804的2、3引脚，进行数据读取控制；③P0口连接LED数码管段码A-H；④P2、0-P2、2连接LED数码管的位选驱动；⑤P1.0,P1.1连接按键,P1.2连接LED指示灯；2.3.3 10倍放大器电路下图是一个最简单的10倍放大电路，运算放大器使用的是精度比较高的OP07，利用它，可以把0～200mV的电压放大到0～2.000V。
在使用的数字电流表量程为2.000A时，特别有用。
如果把它应用在基本量程为±200.0mA的数字电流表上，就相当于把分辨力提高了10倍，在一些测量领域中，传感器的信号往往觉得太小了，这时，可以考虑在数字流表前面加上这种放大器来提高分辨力。
图2.4倍放大器电路2.3.4 A/D转换电路在电流或者电压的测量中，经常遇见测量的并不是直流而是交流，这时候，绝对不可以把交流信号直接输入到数字电流表去，必须先把被测的交流信号变成直流信号后，才可以送入数字电流表进行测量。
下图就是一个把交流信号转换成为直流信号的参考电路。
（说明：更好的交流转换成为直流的电路是一种“真有效值”转换电路，但是由于其专用芯片价格昂贵，多应用在一些高档场合。
）本电路中，输入的是0～200.0mV的交流信号，输出的是0～200.0mV的直流信号，从信号幅度来看，并不要求电路进行任何放大，但是，正是电路本身具有的放大作用，才保证了其几乎没有损失地进行AC－DC的信号转换。
因此，这里使用的是低功耗的高阻输入运算放大器，其不灵敏区仅仅只有2mA左右，在普通数字万用表量使用，电路小异。
首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。
START上升沿将逐次逼近寄存器复位。
下降沿启动A／D转换，之后EOC 输出信号变低，指示转换正在进行。