基于51單片機的數(shù)字萬用表設(shè)計-展示頁
2025-08-05 06:22本頁面
【正文】 167。與此同時，由DMM擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。傳統(tǒng)的指針式萬用表功能單一、精度低，已經(jīng)不能滿足數(shù)字化時代的需求，而采用單片A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字萬用表，具有讀數(shù)方便、精度高，測試功能強、集成度高、微功耗、抗干擾能力強等特點，另外帶有單片機的智能型數(shù)字萬用表更是具有自動校準，自動測量，自動數(shù)據(jù)處理和實時通訊等多種功能。由于內(nèi)部采用了運放電路,內(nèi)阻可以做得很大,往往在1M歐或更大(即可以得到更高的靈敏度)。數(shù)字萬用表簡介數(shù)字萬用表（DMM）亦稱數(shù)字多用表，是目前在電子檢測及維修工作中最常用、最得力的一種工具類數(shù)字儀表。但此缺陷可通過采用寬頻帶運算放大器加以改善。由于無論是指針式萬用表還是普通的真有效值或平均值響應的數(shù)字萬用表，其交流電壓檔的頻率特性都較差，一般只能測量幾十赫茲到幾千赫茲的低頻電壓。但該電路在實踐中存在問題，不能實現(xiàn)預期的結(jié)果。初步方案及進展：小組成員及任務(wù)分配：組長：陳文豹 硬件電路設(shè)計參數(shù)確定與調(diào)試組員：龐 明 軟件程序設(shè)計 鄧玉龍 資料查詢并輔助電路設(shè)計數(shù)字萬用表設(shè)計分析本設(shè)計可以分為直流電壓測量電路；交流/直流轉(zhuǎn)換電路；電流/電壓轉(zhuǎn)換電路；電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路；功能控制和數(shù)據(jù)顯示電路這五個的主要電路模塊。仿真及編譯軟件：Proteus，Keil ，Wave主要元件：AT89C52，CD4511，AD0808，7段數(shù)碼管（8個），蜂鳴器預定性能指標：直流電壓：范圍40—+50V，精度20mv，實時無間斷測量，4%。 基于51單片機的數(shù)字萬用表設(shè)計 摘要 本文介紹一種以AT89S52單片機為核心的智能型數(shù)字式多用表,該系統(tǒng)采用AD0808為采樣元件，對待測交直流電壓信號進行實時采樣，數(shù)據(jù)處理，輸出顯示，并可以直流電流和電阻，且具有鍵盤選擇測量對象、量程和自動量程轉(zhuǎn)換功能。關(guān)鍵詞：A/D轉(zhuǎn)換器，單片機，模擬開關(guān)，自動量程轉(zhuǎn)換 第一章 前言功能：實現(xiàn)交直流測量，量程自動轉(zhuǎn)換，過電壓自動報警。交流信號：測量范圍5—+5V，頻率范圍：300Hz到100Khz誤差5%。在設(shè)計直流電壓測量電路時，利用反相比例運算電路，加上自己設(shè)計的四選一模擬開關(guān)，組成了一個直流電壓測量電路。做了適當?shù)男薷?，改為由電阻、模擬開關(guān)和運放組成放大倍數(shù)可調(diào)的比例電路。我發(fā)現(xiàn)對于指針式萬用表造成頻率特性較差的原因主要是萬用表的分壓電阻采用精密電阻器，其本身的分布電容較大，在對高頻電壓信號進行測量時，由于分布電容的容抗大為減少使得測量值明顯低于實際電壓值，而對于數(shù)字萬用表除上述原因以外，另一主要原因是受平均值響應，轉(zhuǎn)換器本身頻率特性的限制。因此，消除分壓電阻器分布電容的影響就可以提高萬用表工作頻率的上限，大大改善其頻率特性。它采用的數(shù)字化測量技術(shù)，通過對連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）的采樣將其轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字量，并以十進制數(shù)字形式顯示出來。這使得對被測電路的影響可以更小，測量精度較高。目前，數(shù)字萬用表已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，示出強大的生命力。 第二章 電路設(shè)計167。 AD轉(zhuǎn)換電路本設(shè)計采用直通方式如下圖： AD0808連接圖其中v0，v1，v2，v3分別作為待測信號，通過ABC選通并輸入AD。 信號及其處理：由于待測電壓范圍太大，高的可到500v，而AD只能參考輸入為+5V，所以對于未知信號，可以先衰減再測量。因此，應盡可能大的使用大功率的分壓電阻。V0即為VI。 電壓比較陣列電路衰減后的信號經(jīng)過以上比較器，可以大致劃分為：0—5V，5—50V和50V以上等三個范圍，即可以組成1檔，10檔，100檔三個檔位，將比較器的結(jié)果輸入到單片機中，進行判斷處理，當比較器C輸出為邏輯0時，可以確定待測范圍為0—5V，將v2送入AD測量。當比較器C和B輸出為1時，可以確定待測信號范圍為50v以上，將v0送入AD測量。大電壓衰減測量：經(jīng)單片機判斷后，需對AD0808 的ABC引腳進行操作，選擇通道輸入。：交流/直流轉(zhuǎn)換電路方案一：半波整流電路。方案二：采用真有效值轉(zhuǎn)換芯片,性能參數(shù)方面也都能滿足設(shè)計要求,并且還能測量非正弦波，但一般真有效值轉(zhuǎn)換芯片價格比較貴。如圖所示所示,這個電路是利用低漂移單運算放大器741與二極管D1N4148組成平均值精密半波整流電路。1%。，普通模擬開關(guān)可以通過的電流很微小，所以通過單片機控制繼電器來控制線路導通斷開，將被測電流信號（0500mA）轉(zhuǎn)換為相應的電壓信號（0200mV），然后經(jīng)過OP07將信號放大10倍，最后輸入A/D轉(zhuǎn)換器MC14433的Vin端。阻
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