量程自动切换电压表
量程自动切换电压表设计
量程自动切换电压表是一种能够根据输入电压的大小自动切换量程以保证测量精度的电子测量仪器。
以下是一个简单的量程自动切换电压表设计方案：1. 电路原理：-使用多个测量范围的电阻分压器，并通过开关控制不同范围的电阻分压器接入电路。
-利用比较器电路和逻辑电路来检测输入电压的大小，并控制开关切换电阻分压器，以实现自动量程切换。
2. 组件选择：-选择合适的电阻分压器，确保在不同量程下具有足够的精度和稳定性。
-选取高精度的比较器和逻辑电路芯片，以确保测量的准确性和可靠性。
3. 自动切换逻辑设计：-设计比较器和逻辑电路，用于检测输入电压的大小，并根据设定的阈值来触发自动量程切换。
-确定切换逻辑，例如通过比较输入电压与预设阈值的大小关系来确定应采用哪个量程。
4. 显示单元设计：-配置数码显示单元，将测量到的电压值显示在数码显示屏上，以便用户观察。
5. 电源和隔离设计：-确保电路的稳定供电和电气隔离，以保证测量精度和安全性。
6. 原理图绘制和布局：-根据设计要求绘制电路原理图，并考虑元件的布局和连接方式。
-确保信号传输路径短小，减少干扰和误差。
7. 实际搭建和调试：-按照原理图在实际硬件上搭建电路。
-进行电路调试和测试，验证自动切换功能的正确性和稳定性。
8. 性能验证：-对设计的量程自动切换电压表进行性能验证，包括准确度、响应速度、稳定性等指标的测试。
以上是一个简单的量程自动切换电压表设计方案，设计过程中需要注意电路的稳定性、精度和可靠性，以确保测量结果的准确性和可靠性。
在实际设计中，可能需要根据具体需求进行更详细和复杂的设计和优化。
数字电压表量程的自动转换
数字电压表量程的自动转换
吕向阳
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】1997(000)001
【总页数】3页(P66-68)
【作者】吕向阳
【作者单位】中南工业大学自控系
【正文语种】中文
【中图分类】TM933.22
【相关文献】
1.一种量程自动转换高精度数字电压表的设计 [J], 杨增汪;陈斯;戴新宇
2.一种新型的自动转换量程数字电压表 [J], 王大坤;黑金永
3.基于STC15的一种自动量程及带存储功能数字电压表的研究与设计 [J], 车沛强;江华丽
4.基于单片机的量程转换数字电压表设计 [J], 齐祥明
5.基于单片机的量程转换数字电压表设计 [J], 齐祥明
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电压表头的改量程方法PDF
电压表头的改量程方法 PDF 电压表是一种测量电压的仪器，用于测量电路中的电压大小。
当需要测量不同范围的电压时，需要改变电压表的量程。
改变电压表头的量程方法有以下几种：1.使用旋钮或开关：一些电压表上配有旋钮或开关，通过旋转旋钮或切换开关来改变量程。
旋钮或开关上通常标有不同的量程范围，用户可以根据需要选择合适的量程。
2.使用外接电阻：在某些情况下，电压表上可能没有旋钮或开关来改变量程。
这时可以通过外接电阻的方式来改变量程。
外接电阻可以增大或减小电压表的输入阻抗，从而改变量程。
当需要测量较小的电压时，可以通过串联一个大阻值的电阻来增大输入阻抗，从而扩大量程。
当需要测量较大的电压时，可以通过并联一个小阻值的电阻来减小输入阻抗，从而缩小量程。
3.使用分压器：分压器是一种能够将输入电压分压的电路。
通过将电压表与一个合适的分压器连接，可以改变电压表的量程。
分压器可以根据需要调整分压比例，从而改变量程。
当需要测量较小的电压时，可以选择一个较高的分压比例，从而扩大量程。
当需要测量较大的电压时，可以选择一个较低的分压比例，从而缩小量程。
4.使用放大器：放大器是一种能够放大输入信号的电路。
通过将电压表与一个合适的放大器连接，可以改变电压表的量程。
放大器可以根据需要调整放大倍数，从而改变量程。
当需要测量较小的电压时，可以选择一个较大的放大倍数，从而扩大量程。
当需要测量较大的电压时，可以选择一个较小的放大倍数，从而缩小量程。
总之，改变电压表头的量程方法主要包括使用旋钮或开关、使用外接电阻、使用分压器和使用放大器。
根据具体的测量需求，可以选择适合的方法来改变量程。
量程自动切换电压表设计
量程自动切换电压表设计1. 引言量程自动切换电压表是一种能根据被测电压的大小自动切换量程的电子测量仪器。
它能够在不同的电压范围内精确测量电压并显示结果。
本文将介绍量程自动切换电压表的设计原理、电路结构和关键技术。
2. 设计原理量程自动切换电压表的设计原理是基于电压的量程切换和信号处理。
它通过感知输入电压的大小，并根据预设的电压范围选择合适的量程进行测量。
以下是该电压表的基本设计原理：•输入电压感知：设计中需要使用示波器或电压检测电路来感知输入电压的幅值和频率。
•量程切换：根据输入电压的大小，通过开关电路控制电压表的量程切换。
•信号处理：根据量程的切换，将输入电压转换为合适的电压范围，并进行信号调理和滤波。
•结果显示：经过信号处理后的电压值将显示在电压表的数码管或液晶显示屏上。
3. 电路结构量程自动切换电压表的电路结构主要包括输入电路、量程切换电路、信号处理电路和显示电路。
以下是该电压表的典型电路结构：3.1 输入电路输入电路主要负责接收被测电压并将其传递给后续的电路进行处理。
它通常包括输入保护电路、放大电路和输入选择开关。
输入保护电路主要是为了保护电压表免受过大的输入电压的损坏。
它通常使用稳压二极管、过压保护电路等来限制输入电压的幅值。
放大电路负责将输入电压进行放大，以便后续电路可以正确处理。
放大电路通常使用运放或差动放大器。
输入选择开关用于根据输入电压的大小选择合适的量程。
它可以是机械式开关或电子开关，它们根据输入电压与预设的电压范围进行比较，并选择适当的量程。
3.2 量程切换电路量程切换电路根据输入电压的大小，将电压表的量程切换到合适的范围。
它通常使用数字电路或模拟开关电路来控制电压表的量程切换。
量程切换电路要根据输入电压的大小选择合适的量程，以保证测量的精确性和稳定性。
它可以通过比较器和逻辑电路实现。
3.3 信号处理电路信号处理电路负责将经过量程切换的输入电压转换为合适的电压范围，并进行信号调理和滤波。
自动量程转化电压表
自动量程转化电压表一．实现功能1.能够测量直流电压，量程为200mv ，2v ，20v ，精度为+2%2.具有自动量程转化能力，不需人为调动量程，使用方便3.测量结果数码管显示二．操作方法使用此电压表测量电压最高可测量20V 内的电压，表笔两头所能承受的电压不要超过36V ，否则可能导致内部芯片烧坏或造成安全事故。
红表笔为正，黑表笔为负，测量时不要弄反。
测量时将表笔放在需要测量的地方，然后可以从数码管上读出电压的值。
200mv 的量程不带小数点，2V 的量程整数部分为一位数字带小数，20v 量程整数部分为2位数字并且带小数。
三．设计思想和原理自动量程的实现一般是通过控制输入信号的衰减/放大倍数实现的，自动量程转化电压表，其输入的测量电压会大于其AD 转化器的输入范围，所以它的测量切换基本上是信号衰减倍数的切换过程。
自动量程控制过程：自动量程转化由初设量程开始，逐级比较，直至到最佳量程为止。
测量过程，输入电压经过电阻的分压衰减20倍，在通过LM324同向放大器将电压发大，此时就是量程选择的关键，如果放大5倍则是20V 的量程，如果放大50倍，选择的是2V 的量程，如果放大500倍则选择是200mv 的量程，那么如何选择放大多少倍呢?因为是自动转化所以我们只能通过程序去控制选择哪一路，所以我们需要一个模拟开关通过单片机控制它哪一路导通来选择放大倍数。
下面是控制的流程图：YN YN自动量程控制开始至最高量程 超量程？ 测试程序 降量程处理欠量程？ 升量程处理 结束四．自动量程转化电路图五．自动量程控制电压表程序流程图：上面已给出六．程序调试中出现过的问题1.在编写完程序，调试后没有语法错误，但实际测量时数码管显示00。
经调试发现不是AD 转化这块出现的问题，因为当注释掉控制CD4051芯片的程序，然后直接测量小于5V的电压时，能够正常的进行AD的转化。
从这里可以知道是量程自动控制那块出现了问题，那么这里就要分两种情况就行分析，是硬件还是软件有问题？在检查程序时首先我们得确定硬件没有问题，因为如果硬件部分出现了问题，程序正确也不会得出正确的结果。
一种量程自动切换数字电压表的设计
１１ Ｃ
进行电压输出 ，若 ｖｘ小 于 ｖＩ 则选择 下一个 比该 档位
图 ４（ｂ） 送显子程序流程图
测电压所选择 的档位 。输入 的模拟 电压通过 Ａ／Ｄ转换模块
将其转换成数字 电压 ，再 通过 软件 编程 的方式使其 在 ＬＥＤ
数码显示 器上显 示 出来 ，实现 了数 字 电压表 的数字 显示 功
能 。 电路的组成 框图如 图 １所示 ，电路主要有档位 自动切换
电路 、Ａ／Ｄ转换电路 ，显示 电路与单片机及其外 围电路组成 。
现电路的档位 自动切换功能。该电路主要有四个档位 ，它们 分别是 ２．５Ｖ、５．０Ｖ、１０．０Ｖ和 ２０．０Ｖ档 。为 了计算方便 ，本
端的脉 冲由单片机 的 Ｐ３．４产生启 动 ＡＥＸ２０８０９，由 Ｐ３．６设 置 ＡＥＸ２０８０９有效 ，即 Ｐ３．６为高电平 时 ＡＥＸ２０８０９有效 ，Ｐ３．７ 作为转换结束标志 ，转换 结束 Ｐ３．６变为低 电平 。通过 软件 实现 了 ＡＤＣ０８０９的模数转换功能。
表。与传统 的模拟式仪 表 比较 ，具有显 示清 晰直观 ，读 数准 调节各个电位器而得 到衰减 电压 ，再通过电位器的中间抽 头
确 ，测量范围宽 ，扩展 功能强 等优点。适用 于教学实验 演示 输出衰减后的电压值 ，电路如图 ２（１ｏ）所示 ，该 衰减器避免 了
及测控设备仪表等多种场合 。
维普资讯
第 ６期
贾培军，等 ：一种量程 自动切换数字电压表的设计
ｌｌ
１．４ 时钟 电路和复位 电路 时钟电路 由片外石英晶体、微调 电容和单片机的 内部 电
路组成。选 用 １２ＭＨｚ晶体 ，微 调 电容 Ｃ１、Ｃ２采 用 ３０ｐＦ的 瓷片电容 ，单 片机 的复位电路有 开关复 位和上 电复位 两种 ， 本设计采用开关复位电路 ，电解 电容 Ｃ３＝１０ Ｆ，电阻 Ｒ８＝ ２００ｆ￣，Ｒ９＝１ｋＱ，在单 片机工作 时复位 电路中按键按 下后单 片机 内各寄存器的值变为初始状态值。
可自动切换量程的数字电压表
. I可自动切换量程的数字电压表一、实验任务制作可调量程的电压表，通过继电器调节电压表的量程，使电压在0V~200mV，200mV~2V之间转换。
二、各个芯片的资料1、ADC0832ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。
该芯片具有体积小，兼容性，性价比高的优点。
ADC0832 具有以下参数：8位分辨率；双通道A/D转换；输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输入电压在0~5V之间；工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；一般功耗仅为15mW；8P、14P—DIP（双列直插）、PICC 多种封装；商用级芯片温宽为0°C to +70°C，工业级芯片温宽为−40°C to +85°C；芯片接口说明：CS_ 片选使能，低电平芯片使能。
CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。
CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。
GND 芯片参考0 电位（地）。
DI 数据信号输入，选择通道控制。
DO 数据信号输出，转换数据输出。
CLK 芯片时钟输入。
Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。
单片机对ADC0832 的控制原理：正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。
但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI 并联在一根数据线上使用。
当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。
当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。
此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。
在第1 个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。
在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2 位数据用于选择通道功能，当此2 位数据为“1”、“0”时，只对CH0 进行单通道转换。
自动切换量程的电压表、电流表、电阻表
39 1 38 2 37 3 36 4 35 5 34 6 33 7 32 8
21 W1 22 W2 23 W3 24 W4 25 ST 26 OE 27 EOC 28 CLK
10 11 12 A 13 B 14 C 15 ADDA 16 ADDB 17 ADDC
//末尾
W3=0; Delay(10); P1=0x00; }
Designer by TSJ
void DisplayV() {
P1=smg[dispbuf[3]]; //首位 if((SA||SB)&&(temp>500)&&(!flag)) dp=1;// 0.5=<v<10 W0=0; W1=1; W2=1; W3=1; Delay(10); P1=0x00;
Designer by TSJ
自动切换量程的电压表、电流表、电阻表
C1
30pF
C2 R1 30pF
1k
19
X1
CRYSTAL 18
U1
XTAL1
XTAL2
9 RST
C3
22uF
29 30 31
PSEN ALE EA
1 2 3 4 5 6 7 8
P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
U7
Y2 5
6
CH3
A B C
1 2 3
A B C
6 4 5
E1 E2 E3
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
15 Y0 14 Y1 13 Y2 12 Y3 11 Y4 10 Y5 9 Y6 7 Y7
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指导教师:职称：
西安航空职业技术学院制
2015年1月10日
毕业设计(论文)进度计划表
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执行情况
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2015。11.06-2015.11.23
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2015.11.24—2015。12.1
图2—2超/欠量程内部结构电路图
2。3量程程控制电路
该电路由两块三—3输入与非门（型号为74LS10）和一块双时钟加/减计数器CD40193构成。其作用是按输入条件信号(过量程信号OR，欠量程信号UR，原量程控制信号An、Bn和换程脉冲信号CP）进行组合,产生满足下面要求的量程控制信号An+1、Bn+1：①有几档量程，就有几种对应的不同的量程控制信号,在任何时刻都不允许有一个以上量程同时有效；②过量程时,量程控制信号应由低向高变化，已在最高量程仍过量程时，则维持最高量程不变;③欠量程时,量程控制信号应由高向低改变，已在最低量程仍欠量程时，则维持最低量程不变；④量程合适时，维持原量程不变;⑤每档量程都能达到并且保持。根据以上所要求,得到表1所列的逻辑真值表。
了解所做课题的意义，熟悉所设计的内容。
2015.12。02—2015.12.08
先设计出大概原理框图，确定方向然后逐步完善框图
2015。12.09—2015。12。16
根据所设计的原理框图，详细的做出量程自动切换电压表的各个硬件部分
2015。12ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ17—2015.12.24
软件的设计，查看资料做出量程自动切换电压表所显示的流程图
Key words：range voltage meter readings
1概述
1。1数字电压表的发展前景
数字电压表作为数字技术的成功应用发展相当快。数字电压表（Digital VoIt Me—ter，DVM)，以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。特别是以A／D转换器为代表的集成电路为支柱，使DVM向着多功能化、小型化、智能化方向发展.DVM应用单片机控制,组成智能仪表；与计算机接口，组成自动测试系统。
电路的组成框图如图1—1所示，电路主要有档位自动切换电路、A/D转换电路,显示电路与单片机及其外围电路组成.
图1-1电路组成框图
1.3档位自动切换电路
利用电压衰减器、继电器与单片机软件编程相结合来实现电路的档位自动切换功能。该电路主要有四个档位，它们分别是2.5V、5。0V、10.0V和20.0V档。为了计算方便，本设计中A/D转换模块的VREF设定为2。55V,因此为了检测大于2.55V的直流电压,必须在输入端引入电压衰减器，将输入电压信号变换到0～2.55V之间,通过软件判断档位,在自动切换档位后将A/D转换模块得到的数值放大相同的倍数在LED数码显示器上通过动态扫描的方式显示电压衰减器的设计方案有两种，一种是用精密电阻构成的分压器，电路如图1—2（a)所示；另一种是利用多个电位器并联，调节各个电位器而得到衰减电压,再通过电位器的中间抽头输出衰减后的电压值,电路如图1-2（b)所示,该衰减器避免了前一种衰减器由于电阻精密性不高而引入的测量误差，因此,本电路设计选择图1—2（b)所示的电压衰减器。当被测电压Vx在0～20V范围内变化时,经过电压衰减器均可以把它转换为0~2。55V之间作为A/D转换电路的输入电压,再通过单片机编程来实现档位。
关键字：量程电压表读数
Automatic range switching voltage meter
Abstract:
Voltmeter DVM（digital Digital) is a digital measurement technology, which uses digital measurement technology to convert the continuous analog quantity（DC input voltage）into discontinuous, discrete digital form and display instrument. The traditional pointer meter is single，low accuracy and can not meet the needs of the digital era. It has been widely used in electronic and electrical measurement, industrial automation instrument，automatic test system and so on. In this paper，we focus on the work principle of single chip digital voltage meter based on single chip computer, which can improve the power of DVM，and also improve the power and non power measurement technology to a new level.
由于模拟电子开关的导通电阻r以及它的不稳定性一直是影响程控放大器放大精度的症结所在所以我们在设计中将切换量程电阻和模拟电子开关置于op07运放的闭环回路中这样就利用了运放的高增益特性和反馈性使模拟电子开关的导通电阻及其温度系数对放大器增益的影响基本上得以消除而放大器的增益a1仅取决于反馈电阻rf和r0ra1rfr0放大器的总增益aa1a2rf我们将rf选用多圈可调电阻时所示的电路就形成了四量程控制的放大器
算机，医用断层扫描设备，小到家用计算机,数码影像设备，数字录音笔，数码微波炉等设备中,数字技术与数字电路组成的数字系统已经成为这些现代电子系统的重要组成部分.数字电压表正进入一个蓬勃发展的新时期,一方面它开拓了电子测量领域的先河，另一方面它本身正朝着高准确度、智能化、低成本的方向发展.此外，数字电压表在安装工艺、外观设计、安全性、可靠性等方面也在不断改进，日臻完善。
增益的影响基本上得以消除，而放大器的增益A1仅取决于反馈电阻RF和R0R。A1=—RF/ R0, A2=—1 ,放大器的总增益A =A1·A2=RF/ R。当我们将RF选用多圈可调电阻时，图2所示的电路就形成了四量程控制的放大器。当CD4052的B、A端给定为00、01、10、11时,调节RF1、RF2、RF3、RF4使得放大器的总增益A分别为1、0。1、0 .01、0 .005使之与量程2V、20V、200V、500V一一对应。另外，为了提高系统的输入电阻,可在输入端加个电压跟随器.
（a)精密电阻构成分压器（b)并联电位器
图1-2电压衰减器
1。4A/D转换电路
A/D转换电路主要利用ADC0809和单片机相连,根据ADC0809的时序图通过软件编程的方式启动A/D转换电路，实现A/D转换功能.ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器.带8个模拟量输入通道,有通道地址译码锁存器，输出带三态数据锁存器。启动信号为脉冲启动方式,最大可调误差为±1LSB。ADC0809内部设有时钟电路，故CLK时钟需由外部输入,clk允许范围500kHz1MHz。START信号端的脉冲由单片机的P3.4产生启动ADC0809,由P3.6设置ADC0809有效，即P3。6为高电平时ADC0809有效，P3。7作为转换结束标志,转换结束P3.6变为低电平。通过软件实现了ADC0809的模数转换功能.
2015。12.25-2015.1.1
利用软件设计量程自动切换电压表的代码。
2015.1.2-2015。1。28
完成设计，做出自我评价。
2015.1。29-2016.1.10
打印并上交。
教师对进度计划实施情况总评
本表作评定学生平时成绩的依据之一
量程自动切换的电压表
【摘要】
数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM,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压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便。目前，由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，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。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水平。本论文重点介绍单片A/D转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理.
本设计为克服以上缺点选用ICL7135芯片实现双积分A/D转换，提高精度，
它是一种四位半的双计分A/D转换器，具有精度高（精度相当于14位二进制数）、价格低廉、抗干扰能力强等优点。本设计介绍用单片机并行方式采集ICL7135的数据以实现单片机电压表和小型智能仪表的设计方案。
在当今的数字时代，从大到空间雷达，地球卫星定位系统，移动通信，计
1.2电路组成及工作原理
本设计以单片机作为电路的核心部件,采用软件编程和硬件相结合的方式设计了一种量程可以自动切换且具有高清晰度显示的数字式直流电压表。其硬件电路简单,主要用软件编程的方式检测输入信号的大小来实现数字电压表的量程自动切换功能,在硬件电路上通过发光二极管来显示被测电压所选择的档位.输入的模拟电压通过A/D转换模块将其转换成数字电压,再通过软件编程的方式使其在LED数码显示器上显示出来，实现了数字电压表的数字显示功能。
从真值表可见图2—1所示电路完全实现了上述设计的要求.
现代数字电压表按测量功能可分为直流数字电压表和交流数字电压表。数字电压表一般由模拟部分和数字部分组成，模拟部分主要功能是获取电压并将其转换为相应的数字量,数字部分完成逻辑控制、译码和显示等功能。数字电压表的核心是A/D转换器，由A/D转换器工作原理的不同，数字电压表又可分为逐次比较型和双积分型。