【正文】 基于 ARM_LPC2138 實(shí)驗(yàn)平臺的智能多用表 基于 ARM_LPC2138 實(shí)驗(yàn)平臺的智能多用表 摘 要 本設(shè)計(jì) 是一款 基于 ARM LPC2138 實(shí)驗(yàn) 平臺 的智能多用表 ；實(shí)現(xiàn)了 一般簡單多用表和數(shù)字存儲示波器的功能。 ARM7 該系統(tǒng)具有 操作簡便、界面 直觀等 特點(diǎn)。本論文主要論述了一種智能多用表的各種模塊的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。在對數(shù)字式示波表和數(shù)字式萬用表進(jìn)行簡要討論的基礎(chǔ)上， 對 數(shù)字式示波表和數(shù)字式萬用表 的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 進(jìn)行了簡要的設(shè)計(jì)分析；對 參數(shù)測量模塊 中的 電壓測量、電流測量、 電阻測量 和頻率 測量等模塊作了詳細(xì)的介紹和分析；在對這些模塊進(jìn)行文字講述的同時(shí)結(jié)合了各個(gè)任務(wù) 電路圖 ； 為智能多用表的設(shè)計(jì)提供了比較好的設(shè)計(jì)思路。 關(guān)鍵詞 :測量電路 。波形顯示 。 框圖 。 基于 ARM_LPC2138 實(shí)驗(yàn)平臺的智能多用表 Abstract This is a design based on ARM LPC2138 experimental platform smart multimeter。 realization of the general simple multimeter and digital storage oscilloscope function. ARM7 The system is simple, intuitive interface and other features. This article focuses on a smart multimeter the various modules of the design and implementation. In the digital Oscillaph digital multimeter and a brief discussion on the basis of the digital Oscillaph digital multimeter and the system design was the design brief analysis of the parameters measured in the module voltage measurement, the current measurement, Resistance measurement and frequency of measurement modules, such as a detailed description and analysis in the text of these modules on the various tasks at the same time bining the circuit。 smart multimeter for the design of a relatively good design ideas. Key words: measurement circuit。 waveform display。 diagram. 基于 ARM_LPC2138 實(shí)驗(yàn)平臺的智能多用表 目 錄 第一章 緒 論 .................................................................................. 1 智能多用表概述 .................................................................. 1 智能多用表國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r .............................................. 1 智能多用表的原理與特點(diǎn) .................................................. 2 智能多用表的主要性能指標(biāo) .............................................. 3 第二章 智能多用表系統(tǒng)框圖及實(shí)現(xiàn) .............................................. 5 智能多用表需求分析 .......................................................... 5 智能多用表系統(tǒng)整體框架 .................................................. 6 ARM 核心的 LPC2138 處理器介紹 .................................. 8 第三章 外圍電路設(shè)計(jì) ...................................................................... 9 電源電路設(shè)計(jì) ...................................................................... 9 信號調(diào)理電路設(shè)計(jì) ............................................................ 10 觸發(fā)電路設(shè)計(jì) .................................................................... 18 頻率測量電路設(shè)計(jì) ............................................................ 19 第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................ 20 采樣時(shí)鐘設(shè)計(jì) .................................................................... 20 ADC 采樣模塊設(shè)計(jì) .......................................................... 22 FIFO 設(shè)計(jì) .......................................................................... 23 基于 ARM_LPC2138 實(shí)驗(yàn)平臺的智能多用表 采樣的方法與實(shí)現(xiàn) ............................................................ 27 第五章 數(shù)據(jù)處理 ............................................................................ 34 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理 .................................................................... 34 數(shù)據(jù)顯示 ............................................................................ 37 第六章 系統(tǒng)調(diào)試與改進(jìn) ................................................................ 38 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................................ 38 系統(tǒng)改進(jìn) ............................................................................ 41 結(jié)束語 .............................................................................................. 42 參考文獻(xiàn) .......................................................................................... 43 附 錄 .......................................................................................... 43 致 謝 .......................................................................................... 81 基于 ARM_LPC2138 實(shí)驗(yàn)平臺的智能多用表 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 1 第一章 緒 論 智能 多用表 概述 在現(xiàn)代科技領(lǐng)域當(dāng)中，電子測量手段一直是電子技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的重要課題，可以 想象 ，如果沒有精密的檢測手段， 將 很難生產(chǎn)出高質(zhì)量的電子產(chǎn)品，而在電子設(shè)備的使用過程中，如果沒有方便可靠的檢測工具，則不能很好的對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，了解機(jī)器運(yùn)行情況，也不能在出故障時(shí)進(jìn)行分析和處理?？梢哉f，如果不是檢測手段和檢測工具的發(fā)展，電子技術(shù)也就不可能有今天的成就，當(dāng)然，電子技術(shù)的發(fā)展也極大的促進(jìn)了檢測手段和測量儀器的發(fā)展 和 進(jìn)步。 在電子測量和檢測領(lǐng)域中， 多用表 無疑是最常見 、 應(yīng)用最廣泛的電子儀器之一。它作為 一種 用來 測試、 顯示被信號的波形和能夠記錄、存儲、處理待研究變化過程波形 參數(shù)的電子測量儀器。 它能夠?qū)㈦娦盘柕乃沧冞^程以曲線、圖形、字符或數(shù)據(jù)域參數(shù)的形式清晰地展現(xiàn)在顯示器屏幕上，變成人眼能直接觀察到的軌跡 圖像 。就 多用表 的顯示原理而論，它不僅是觀測電壓、電流 、電阻 或其它被測信號波形的顯示儀器，而且是種能夠測量、顯示被觀察信號波形參數(shù)數(shù)值大小的電子儀表。 而通過相應(yīng)的測量傳感器， 多用表 也可以很方便地觀測和研究各種非電量的變化現(xiàn)象和過程。 該多用表集成萬用表和數(shù)字存儲示波器為一體。 智能 多用表 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 傳統(tǒng)的多用 表 是從萬用表演變過來的，萬用表只能測量電壓、電流和電阻，功能比較單一，后來把 自動量程 ,數(shù)據(jù)保持 ,相對值測量 ,自動關(guān)機(jī) ,可測溫度、濕度、照度、噪聲 ,交直流電壓、交直流電流、電阻、電容、頻率和 占空比 等等一些功能加上去就產(chǎn)生了現(xiàn)代的多用表。 雖然 現(xiàn)代多用表 比較成熟， 功能比較完善 ， 但是 待測信號的波形還得用示波器才能顯示出來，所以想到做一個(gè)智能多用表集現(xiàn)代多用表和數(shù)字存儲示波器為一體的電子測量儀器。 針對為何使用數(shù)字存儲示波器這個(gè)問題，下面的一些理由足以說服你。 傳統(tǒng)的模擬示波器雖然功能齊全，但是由于受陰極射線管的影響使 得其帶寬很難得到實(shí)質(zhì)的提高， 模擬示波器顯示時(shí)采用的 熒光物質(zhì)的余輝時(shí)間 都是一定的， 導(dǎo)致 其難以觀測到周期較長的信號（如周期為數(shù)秒乃至更長），而對于單次發(fā)生的信號，傳統(tǒng)的示波器則基本上無法觀察。如果要實(shí)現(xiàn)波形存儲功能，模擬示波器一般要通過一些特殊的材料物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，這需要增加昂貴的成本，導(dǎo)致整個(gè)示波器的性價(jià)比降低 。另外，模擬示波器還無法對信號進(jìn)行一些特殊的數(shù)學(xué)處理（如 FFT），由于傳統(tǒng)的示波器所存在的這些缺點(diǎn)， 從而使其應(yīng)用受到了限制 。 在今天幾乎無所不在的電子產(chǎn)品應(yīng)用中 ， 尤其是加速現(xiàn)代化的國防領(lǐng)域 ， 現(xiàn)江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 2 代軍事通信的迅 速發(fā)展 ， 電子技術(shù)的應(yīng)用 ， 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn) ， 以及航空 、 航天領(lǐng)域特殊的環(huán)境要求 ， 都對電子設(shè)備線路的安裝 、 維護(hù)提出了更高的要求 ，而此時(shí)傳統(tǒng)的 模擬示波器 已經(jīng)無法 勝任，此時(shí) 人們寄希望于電子技術(shù)領(lǐng)域的最新成就 ，檢測工具的發(fā)展促進(jìn)了電子技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的發(fā)展反過來又對檢測工具提出了更高的要求。 自美國尼科萊特公司于 1972 年研制成功數(shù)字存儲示波器以來，各國先后生產(chǎn)各種型號與規(guī)格的具有數(shù)字存儲和取出顯示功能的測量示波器。以前這一領(lǐng)域都是被國外一些大廠家（如 Tektronix、 Fluke）所壟斷，而目前國內(nèi)一些廠商也在涉及 這一領(lǐng)域，通過自己的技術(shù)積累、自主創(chuàng)新以及開展多領(lǐng)域的技術(shù)合作，獲得了一定的成果，但即便如此，市場的大部分份額仍被 Tektronix、Fluke 占有，國內(nèi)的廠家難以與之抗衡 ，更為遺憾的是，不論是國外廠家，還是國內(nèi)廠家，都對數(shù)字示波器的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行封鎖，導(dǎo)致我們在設(shè)計(jì)數(shù)字示波器時(shí)基本上是無多少資料可查，能找到的，都是些大同小異的文章 。 所以做出來的智能多用表也是在已有的多用表上加入當(dāng)前較為先進(jìn)的數(shù)字式示波器功能，使得電子測量工具更具集成性。 智能 多用表 的原理與特點(diǎn) [1] 現(xiàn)代多用表的原理與特點(diǎn) 多用表 中測量電壓、電流和電阻部分是基于電壓的 AD 采樣技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，然后經(jīng)過一些算法對原始信號進(jìn)行采集最后在顯示屏上顯示出所測量信號的結(jié)果。對于溫度等其他功能是應(yīng)用相應(yīng)的傳感器來檢測出對應(yīng)的物理量并把測量結(jié)果顯示出來 數(shù)字存儲示波器的原理與特點(diǎn) 數(shù)字存儲示波器（ DSO， Digi