题目：基于单片机的数字万用表设计
院系: 机电工程系
专业: 机电一体化
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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、51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TEC6122，驱动8位数码管显示。程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
关键词数字万用表AT89S52单片机AD转换与控制
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摘要 (ii)
Abstract ............................................... 错误!未定义书签。绪论 .. (4)
1. 数字万用表设计背景 (6)
1.1数字万用表的设计目的和意义 (6)
1.2 数字万用表的设计依据 (6)
1.3数字万用表设计重点解决的问题 (6)
2 数字万用表总体设计方案 (6)
2.1数字万用表的基本原理 (6)
2.2 数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (12)
2.3硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (13)
2.3.1 设计方案 (13)
2.3.2 芯片选择及功能简介 (14)
2.4数字万用表的硬件设计 (24)
2.4.1分模块详述系统各部分的实现方法 (24)
2.4.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (29)
2.4.3 电路的工作过程描述 (29)
3. 系统软件与流程图 (30)
3.1 电路功能模块 (30)
3.2系统总流程图 (30)
3.3物理量采集处理流程 (32)
3.4电压测量过程流程图 (32)
3.5电流的测量过程流程图 (34)
3.6电阻的测量过程流程图 (35)
3.7电容测量过程流程图 (36)
结论 (37)
致谢 (38)
参考文献 (39)
绪论
数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式万用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片的数字万用表，精度高、抗干扰能力强，可扩展尾强、集成方便，目前，由各种单片机芯片构成的数字电万用表，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。
数字万用表具有以下几点特点：
1）．显示清晰直观，计数准确
为了提高观察的清晰度，新型的手持式数字用用表（HDMM）已普遍采用字高为26mm 的大屏幕LCD（液晶显示器）。有些数字万用表还增加了背光源，以便于夜间观察读数。
2）．显示位数
数字万用表的显示位数通常为3位半到8位半。
3）．准确度高
准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。它表示测量结果与真值的一致程度，也反映了测量误差的大小，准确度愈高，测量误差愈小。数字万用表的准确度远优于指针万用表。
4）．分辨力高
数字万用表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称作仪表的分辨力，宏观世界反映了仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。
5）．测试功能强
数字万用表不公可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV）、直流电流（DCA）、交流电流（ACA）、电阻（Ω）、二极管正向压降（Uf）、等等。新型数字万用表大多增加了下述测试功能：读数保持（HOLD）、逻辑（LOGIC）测试等等。
6）．测量范围宽
数字万用表可满足常规电子测量的需要。智能数字万用表的测量范围更宽。
7）．测量速率快
数字万用表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/秒”。它主要取决于A/D转换器的转换速率。一般数字万用表的测量速率为2~5次/秒。有的能达到20次/秒以上，另有的一些比这个还要高得多。数字万用表可满足不同用户对测量速率的需要。
8）．输入阻抗高
数字万用表电压挡具有很高的输入阻抗，通常为10~10000MΩ，从被测电路上吸取
的电流小，不会影响被测信号源的工作状态，能减小由信号源内阻引起的测量误差。9）．集成度高，微功耗
新型数字万用表普遍采用CMOS大规模集成电路的A/D转换器，整机功耗很低，3位半，4位半手持式数字万用表的整机功耗仅几十毫瓦，可用9V叠层电池供电。10）．保护功能完善，抗干扰能力强
数字万用表具有比较完善的保护电路，过载能力强，新型数字万用表还增加了高压保护器件，能防止浪涌电压。
本设计就是基于这个基础设计一个基于单片机的数字万用表。该设备具有直观简单的优点。并且能深入的说明万用表的测量原理。能直观的了解万用表各个部分的结构和测试原则。
总体设计方案
1. 数字万用表设计背景
在本章中主要介绍了系统的设计原则和总体方案及系统概述等。
1.1数字万用表的设计目的和意义
数字万用表是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量，已被广泛应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。随着时代科技的进步，数字万用表的功能越来越强大，把电量及非电量的测量技术提高到崭新水平。
1.2 数字万用表的设计依据
根据数字万用表的原理，结合以下的设计要求：“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，四位数码显示。实现多级量程的直流电压测量，其量程范围是200mv、2v ,20v,200v和500v.实现多级量程的交流电压测量，其量程范围是200mv、2v ,20v,200v和500v.实现多级量程的直流电流测量，其量程范围是2mA ，20mA，200mA、2A和20A.实现多级量程的电阻测量，其量程范围是200、2k ,20k,200k和2M。”以及电容测量电路。由此设想出以下的解决方法，即数字万用表的系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51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。
1.3数字万用表设计重点解决的问题
本设计重点要解决的问题是对不同量程的各种测量内容的转换，还有就是各部分电路组合成一个完整的数字万用表，而难点解决的问题就是程序的设计，要保正其可行性从而保证设计的正确性。
2 数字万用表总体设计方案
2.1数字万用表的基本原理
数字万用表的最基本功能是能够测量交直流电压，交直流电流，还有能够测量电阻，数字万用表的基本组成见图2.1。
图2.1数字万用表的基本组成
下面我们分别介绍各个部分的组成：
1）、模数(A/D)转换与数字显示电路
常见的物理量都是幅值(大小)连续变化的所谓模拟量(模拟信号)。指针式仪表可以直接对模拟电压、电流进行显示。而对数字式仪表，需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号，再进行显示和处理(如存储、传输、打印、运算等)。
数字信号与模拟信号不同，其幅值(大小)是不连续的。这种情况被称为是“量化的”。若最小量化单位(量化台阶)为?，则数字信号的大小一定是?的整数倍，该整数可以用二进制数码表示。但为了能直观地读出信号大小的数值，需经过数码变换(译码)后由数码管或液晶屏显示出来。
例如，设?=0.1mV，我们把被测电压U与?比较，看U是?的多少倍，并把结果四舍五入取为整数N(二进制)。一般情况下，N≥1000即可满足测量精度要求(量化
误差≤1/1000=0.1%)。最常见的数字表头的最大示数为1999，被称为三位半(
1
32
)数
字表。
对上述情况，我们把小数点定在最末位之前，显示出来的就是以mV为单位的被测电压U的大小。如：U是?(0.1mV)的1234倍，即N=1234，显示结果为123.4(mV)。这样的数字表头，再加上电压极性判别显示电路，就可以测量显示-199.9～199.9mV 的电压，显示精度为0.1mV。
由上可见，数字测量仪表的核心是模数(A/D)转换、译码显示电路。A/D转换一般又可分为量化、编码两个步骤。
2) 、多量程数字电压表原理
在基准数字电压表头前面加一级分压电路(分压器)，可以扩展直流电压测量的量程。如图2.2所示，0
U 为电压表头的量程(如200mV )，r 为其内阻(如10M Ω)，1r 、2r
为
分压电阻，
10
U 为扩展后的量程。
图2.2分压电路原理 图2.3多量程分压器原理 由于r>>r2，所以分压比为
212
00r r r
U U i +=
扩展后的量程为
02
2
10U r r r U i +=
多量程分压器原理电路见图2.3，5档量程的分压比分别为1、0.1、0.01、0.001和0.0001，对应的量程分别为2000V 、200V 、20V 、2V 和200mV 。
采用图3的分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在小量程档明显降低了电压表的输入阻抗，这在实际使用中是所不希望的。所以，实际数字万用表的直流电压档电路为图2.4所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到同样的分压效果。
图2.4 使用分压电路
例如：其中200V 档的分压比为
001
.010*********==+++++M k
R R R R R R R
其余各档的分压比可同样算出。
实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来确定各分压电阻的。如先确定
M
R R R R R R 1054321=++++＝总
再计算2000V 档的电阻
K
R R 10001.05＝总= 再逐档计算
4
R 、
5
R 、
2
R 、
1
R 。
尽管上述最高量程档的理论量程是2000V ，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑，规定最高电压量限为1000V 。
换量程时，多刀量程转换开关可以根据档位自动调整小数点的显示，使用者可方便地直读出测量结果。
3）、多量程数字电流表原理
测量电流的原理是：根据欧姆定律，用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压，再进行测量。如图2.5，由于r
R ，取样电阻R 上的电压降为
i i U I R
=
即被测电流
i
i U I R =
图2.5电流测量原理 图2.6多量程分流器电路 若数字表头的电压量程为
U ，欲使电流档量程为0
I ，则该档的取样电阻(也称分流电
阻)为
0U R I =
如
U =200mV ，则
I =200mA 档的分流电阻为1R =Ω。
多量程分流器原理电路见图2.6。
图2.6中的分流器在实际使用中有一个缺点，就是当换档开关接触不良时，被测电路
的电压可能使数字表头过载，所以，实际数字万用表的直流电流档电路为图2.7所示。 图2.7中各档分流电阻的阻值是这样计算的：先计算最大电流档的分流电阻
5
R
)(1.022
.050Ω===
m s I U R
再计算下一档的
4
R
)(9.01.02.02
.05404Ω=-=-=
R I U R m
依次可计算出
5
R 、
2
R 和
1
R 。
图中的BX 是2A 保险丝管，电流过大时会快速熔断，超过流保护作用。两只反向连接且与分流电阻并联的二极管D1、D2为塑封硅整流二极管，它们起双向限幅过压保护作用。正常测量时，输入电压小于硅二极管的正向导通压降，二极管截止，对测量毫无影响。一旦输入电压大于0.7V ，二极管立即导通，两端电压被限制住(小于0.7V )，保护仪表不被损坏。
4）、 交流电压电流测量处理原理 数字万用表中交流电压，电流测量电路是在直流电压、电流测量电路的基础上，在分压器或分流器之后加入了一级交流-直流
(AC-DC)变换器，图2.8为其原理简图。 该AC-DC 变换器主要由集成运算放大器、整流二极管、RC 滤波器等组成，还包含一个能调整输出电压高低的电位器，用来对交流电压档进行校准之用。调整该电位器可使数字表头的显示值等于被测交流电压的有效值。
同直流电压档类似，出于对耐压、安全方面的考虑，交流电压最高档的量限通常限定
图2.7实用分流器电路
图2.8 AC-DC 变换器原理简图
为700V (有效值)。 5）、 电阻测量原理
数字万用表中的电阻档采用的是比例测量法，其原理电路见图2.9。 由稳压管ZD 提供测量基准电压，流过标准电阻
R 和被测电阻
X
R 的电流基本相等(数字表
头的输入阻抗很高，其取用的电流可忽略不计)。所以A/D 转换器的参考电压RFE
U 和输入
电压
IN
U 有如下关系：
x IN REF R R U U 0
=
即
R U U R REF
IN
x =
根据所用A/D 转换器的特性可知，数字表显示的是
IN
U 与
RFE
U 的比值，当
IN U =RFE
U 时显示“1000”，
IN
U =0.5
RFE
U 时显示“500”，以此类推。所以，
当
X R R =时，表头将显示“1000”，当
0.5X R R =时显示“500”，这称为比例读数特性。因此，我们只要选取不同的标准电阻并适当地对小数点进行定位，就能得到不同的电阻测量档。 如对200Ω档，取01
R =100Ω，小数点定在十位上。
当
X
R =100Ω时，表头就会显示出100.0Ω。当
X
R 变化时，显示值相应变化，可以从0.1Ω测到199.9
Ω。
又如对2k Ω档，取
021R k =Ω
，小数点定在千位
图 2.9电阻测量
图2.10电阻测量
上。当
X
R 变化时，显示值相应变化，可以从0.001k Ω测到1.999k Ω。
其余各档道理相同，同学们可自行推演。 数字万用表多量程电阻档电路见图10。 由上分析可知，
101202013030210010001009001019R R R R R R R R k k k ==Ω
=-=-=BΩ=-=-=
……
图2.10中由正温度系数(PTC)热敏电阻
1
R 与晶体管T 组成了过压保护电路，以防误用
电阻档去测高电压时损坏集成电路。当误测高电压时，晶体管T 发射极将击穿从而限制了输入电压的升高。同时
1
R 随着电流的增加而发热，其阻值迅速增大，从而限制了
电流的增加，使T 的击穿电流不超过允许范围。即T 只是处于软击穿状态，不会损坏，一旦解除误操作，
1
R 和T 都能恢复正常。
6）、 电容测量原理
电容测量是根据电容充电原理其充电电压与时间成一定的指数关系。根据电压和时间可以计算出电容的值。
2.2 数字万用表的硬件系统设计总体框架图
如下图2.11所示，本万用表由以下几部分功能组成，复位电路、震荡电路、ADC 输入、被测量显示、超限报警、ADC 使能控制。复位电路用来清零，进行下一次的测量；震荡电路用来消除一些外来干扰，使电路工作更加稳定；ADC 输入则是将输入量进行AD 转换；测量显示就是显示测量的数值；超限报警部分则是用作当测量量超出量程范围时发出警报，以便提醒用户更改大量程；ADC 使能控制则用来对输入量进行控制，允许输入或者不允许。
图2.11. 总体电路设计原理图
2.3硬件电路设计方案及选用芯片介绍
2.3.1 设计方案
用单片机AT89S52与ADC0809设计一个数字万用表，配合分流电阻、分压电阻、基准电阻可以测量交、直流电压值，直流电流、直流电阻，四位数码显示。实现四级量程的直流电压测量，其量程范围是2v ,20v,200v和500v.实现四级量程的交流电压测量，其量程范围是2v ,20v,200v和500v.实现四级量程的直流电流测量，其量程范围是2mA ,20mA,200mA和2A.实现四级量程的电阻测量，其量程范围是2k ,20k,200k 和2M.，并且有超出量程的情况发生时，蜂鸣器发声报警。
2.3.2 芯片选择及功能简介
1、AT89S52芯片功能特性描述
AT89S52引脚框图：
图2.12 AT89S52芯片引脚图AT89S52 主要性能：
1、与MCS-51 单片机产品兼容
2、8K 字节在系统可编程Flash 存储器
3、1000 次擦写周期
4、全静态操作：0Hz～33Hz
5、三级加密程序存储器
6、32 个可编程I/O 口线
7、三个16 位定时器/计数器
8、八个中断源
9、全双工UART 串行通道
10、低功耗空闲和掉电模式
l 1、掉电后中断可唤醒
l2、看门狗定时器
13、双数据指针
l 4、掉电标识符
方框图：
图2.13 A T89S52内部框图
功能特性描述：
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全
双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
VCC : 电源
GND: 地
P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL 逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
表2.1 P1口的第二功能
P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为
输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
表2.2 P3口的第二功能
RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。
在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE 仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。否则，ALE 将被微弱拉高。这个ALE 使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。
当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。
EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。
为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。
在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。
XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
Flash 编程―并行模式：
AT89S52 带有用作编程的片上Flash 存储器阵列。编程接口需要一个高电压（12V）编程使能信号，并且兼容常规的第三方Flash 或EPROM 编程器。
AT89S52 程序存储阵列采用字节式编程。
编程方法：
对AT89S52 编程之前，需根据Flash 编程模式表和图13、图14 对地址、数据和控制信号设置。可采用下列步骤对AT89S52 编程：
1．在地址线上输入编程单元地址信号
2．在数据线上输入正确的数据
3．激活相应的控制信号
4．把EA/Vpp 升至12V
5．每给Flash 写入一个字节或程序加密位时，都要给ALE/PROG 一次脉冲。字节写周期时自身定制的，典型值仅50us。改变地址、数据重复第1 步到第5 步‘知道’全部文件结束。
Data Polling AT89S52 用Data Polling 作为一个字节写周期结束的标志特征
2、ADC0809介绍
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
（1）ADC0809的内部逻辑结构
图2.14 ADC0809的内部逻辑结构
上图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时
输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
（2）．引脚结构
图2.15 ADC0809引脚结构图
IN0－IN7：8条模拟量输入通道
ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。
地址输入和控制线：4条
ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。
表2.3 地址输入线的通道选择
数字量输出及控制线：11条
ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE ＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0为数字量输出线。
CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，
VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。
ADC0809应用说明：
（1）．ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。（2）．初始化时，使ST和OE信号全为低电平。
（3）．送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。
（4）．在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。
（5）．是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。
（6）．当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。
3、TEC6122简述
（1）概述
TEC6122共阴极8X8段LED数码管（8X8点阵）显示驱动电路是全定制专用集成电路。该电路由开机自清电路、振荡电路、位扫描驱动电路、8X8 bit移位寄存器电路、8X8 bit数据锁存器电路、段多路选择器驱动电路组成。它可与各种型号的微处理器串行口或并行口interface,专供驱动8位X8段共阴极LED数码管（8X8LED点阵）。（2）特点
工作电压：+4V~+6V
位扫描驱动电流≥80mA（VDD=+5V）
段扫描驱动电流≥10mA（VDD=+5V）
可驱动高彩色LED管
可通过N个TEC6122级联实行NX8位LED显示
管脚间距2.54mm ,标准24pin窄塑封双列直插封装
（3）位扫描共阴极LED显示原理
位扫描共阴极LED显示原理图及位扫描波形如附图。
位扫描信号接―S1，―S2，……，―S8顺序依次出现，循环反复。―S1显示第一位（个位），―S2显示第二位（十位），依次地―S8显示第八位（千万位）。要显示的段码A，B，……，DP是由S1∽S8依次分别选通送出，S1送A1，B1，……，DP1，显个位，其它位不显示。同样地S8送出A8，B8，……，DP8，显千万位，其它位不
数字万用表的类型多达上百种，按量程转换方式分类，可分为手动量程式数字万用表、自动量程式数字万用表和自动／手动量程数字万用表；按用途和功能分类，可分为低档普及型（如DT830型数字万用表）数字万用表、中档数字万用表、智能数字万用表、多重显示数字万用表和专用数字仪表等；按形状大小分，可分为袖珍式和台式两种。数字万用表的类型虽多，但测量原理基本相同。下面以袖珍式DT830数字万用表为例，介绍数字万用表的测量原理。DT830属于袖珍式数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW；采用LCD液晶显示数字，最大显示数字为±1999，因而属于3z位万用表。 同其他数字万用表一样，DT830型数字万用表的核心也是直流数字电压表DVM（基本表）。它主要由外围电路、双积分A／D转换器及显示器组成。其中，A／D转换、计数、译码等电路都是由大规模集成电路芯片ICL7106构成的。 （1）直流电压测量电路图1为数字万用表直流电压测量电路原理图，该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。把基本量程为200mV的量程扩展为五量程的直流电压挡。图中斜线区是导电橡胶，起连接作用。 图1 数字万用表直流电压测量电路原理图 （2）直流电流测量电路图2为数字万用表直流电流测量电路原理图，图中VD1、VD2为保护二极管，当基本表IN＋、IN一两端电压大于ZOOmV时，VD1导通，当被测量电位端接入IN一时，VD2导通，从而保护了基本表的正常工作，起到“守门”的作用。R2～R5、RC．分别为各挡的取样电阻，它们共同组成了电流－电压转换器（I／U），即测量时，被测电流△在取样电阻上产生电压，该电压输人至IN＋、IN—两端，从而得到了被测电流的量值。若合理地选配各电流量程的取样电阻，就能使基本表直接显示被测电流量的大小。
普通物理实验C 课程论文 题目数字万用表设计实验学院物理科学与技术学院 电子信息工程学院 专业物理学师范 年级2010级1班 学号222010315210011 姓名彭书涛 指导教师陶敏龙老师 论文成绩 答辩成绩 2011年12 月06 日
数字万用表设计性实验与分析以及实验改进体系 彭书涛 西南大学物理科学与技术学院，重庆 400715 摘要：本论文探讨数字万用表设计实验的思路和实验方法以及改进数字万用表灵敏度的改进方法，从实验入手解决试验中的操作和实验做法的问题，后接着就实验从误差分析入手解决并进行改进方案的讨论。 关键词：数字万用表;设计实验；改进方案； 一、实验内容： 1）制作量程200mA的微安表（表头）； 2）设计制作多量程直流电压表； 3）设计制作多量程直流电流表； 二、实验仪器： WS-I数字万用表设计性实验仪三位半数字万用表 三、实验原理 1.数字万用表的组成 数字万用表的组成见图1。 数字万用表其核心是一个三位半数字表头，它由数字表专用A/D转换译码驱
动集成电路和外围元件、LED数码管构成。该表头有7个输入端，包括2个测量 电压输入端(IN+、IN-)、2个基准电压输入端(V REF +、V REF - )和3个小数点驱动 输入端。 图1 数字万用表的组成 2.直流数字电压表头 “三位半数字表头”电路单元的功能:将输入的两个模拟电压转换成数字，并将两数字进行比较，将结果在显示屏上显示出来。利用这个功能，将其中的一个电压输入作为公认的基准，另一个作为待测量电压，这样就和所有量具或仪器的测量原理一样，能够对电压进行测量了。见图2。
单片机数字万用表的设计 一、引言 数字万用表是一种多用途电子测量仪器。它采用数字化测量技术，把实际测量的模拟量，转化为离散的数字量进行输出显示，主要用于物理、电气、电子等测量领域，一般包含电流表（安培计）、电压表（伏特计）、电阻表（欧姆计）等功能，也称为万用计、多用计、多用电表或万用电表。 万用表是电子和电气技术领域必备的测量仪器，用于测量电子电路中的各种物理量（电压、电流、电阻等），常作为基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工厂或实验室工作台上作为桌上型装置。有的万用电表分辨率能达到七、八位数，常用在实验室，作为电压或电阻的基准，或用来调校多功能标准器的性能。相比传统的指针式万用表，数字万用表具有以下的主要优点： （1）数字显示直观准确，无视觉误差，读数准确； （2）测量精度和分辨率都很高； （3）输入阻抗高，减少对被测电路的工作影响； （4）电路集成度高，便于组装和维修； （5）测量功能齐全，测量速率快； （6）保护功能齐全，有过压、过流保护电路； （7）功耗低，抗干扰能力强； （8）便于携带，使用方便。 本次设计的任务是制作一个数字万用表，可实现如下的功能及要求： （1）可以测量直流电压、直流电流和电阻； （2）能将测量得到的数值直观、准确地显示出来，并标明相应的单位； （3）具有超量程时的报警提示。 二、系统硬件分析与设计 数字万用表的基本功能是，能够测量直流电压、电流以及电阻的阻值，数字万用表的基本组成由图1所示，其中，模数转换是数字万用表的核心：
图1.数字万用表的基本原理图 如图2所示，本设计将由以下几大部分组成。包括：复位电路、震荡电路、A/D转换和控制、测量值输出、超量程报警和档位选择。 其中，复位电路用于单片机上电复位使系统清零；震荡电路为单片机提供精确的时钟频率，使电路工作更加稳定；A/D转换和控制部分负责模数转换及输入输出信号的控制；测量值输出则负责显示待测物理量大小的数值；超量程报警用于超出量程范围时的报警提示，提醒使用者更换量程。 图2.硬件系统总体设计框图 1、STC的89C52单片机的特点及功能介绍 （1）89C52单片机的主要特点及功能特性 89C52是一款低电压，高性能的8位CMOS型单片机，片内有8k字节以Flash 闪存为介质的，能擦写的只读程序存储器及256字节的随机存取数据存储器。89C52型单片机仍属于51单片机家族群，都支持一个共同的指令集（MSC-51），
常用数字万用表的基本原理和维修 我们常用的万用表基本都是用,,,,为核心做的，例如,,,，,,,,，,,,,等等这 些表( 很多厂家在设计电路时会考虑对7106做适当的保护措施,例如在图中的IN+与 地之间接一个三极管,将电压限制在1V以内.如果出现误操作导致高压进入,这个三极管被击穿短路,使得7106不会损坏.如果发现万用表在电压档一直显示0V的话,就检查这部分电路.芯片损坏的几率还是比较小的,大部分都是外围元件坏了. 7106是个典型的3位半AD转换器,基本原理如下: school)], 4 4 house building as well as more than 1000 copies of books, more than 10 kinds of collection of newspapers and magazines, fires burnt down. In 1938, the Japanese learned that the national Government established in XI Tang Tomb rotten "clip" taxes, tax officers live in 8 of Yan Dong village farmers home, troops at night, Yao was
burned several houses. 1938 new morning of September 18, the Japanese team went to the countryside "sweep" from the kaiyang village line to Tung Yang Jia Qiao yan Temple wall and met Yang Jia溇 Zhou Dana (male) weeks because of long-term illness and can't work in the fields, the Japanese see his face from scratch without calluses, regard him as "Shina", thrust a knife at the scene of his death. The body was stabbed 7 times, wound 13. The same day, Trang bang village heard the Japanese come to "mop-up" are hiding, mother of 9 Zhou Guanbao Zhang Aying to drill a "dry mound", was discovered by the Japanese, a shot in the end. The same day, is 7 zhouhaijiangzhi grandfather Zhou Yingbao to escape the Japanese army, was found on the road, a shot in the end. In March 1939, the Japanese army in Yan Tomb raiding, has arrested 16 people, in fengqiao cigarettes this morning bang, killing 11 people on the River, East meeting point in wood qiaotu in the afternoon killing 4 people on the Riverside. Gu Tong is a Japanese go speak the Shanghai dialect, later to be called Gu Tong as "kill left." On January 18, 1943, the elves, five thousand or six thousand, water and land go hand in hand "mop-up" jiaxing area west of the railway, Yan Tomb area fall. March 6, Niu Shan (County Government II section chief) carrying its child Niu Jun (strict Tomb seventh district Chang) and the District Assistant Yu Xuchu, and players Jin Fuqin, and Shen Baosheng, six people received Wujiang underground County Government notification 7106的基本量程是200mV,所以相应的测量范围就是2V,20V,200V......(很多 表交流电压上限是750V,是因为元器件耐压的问题,而且通常也不需要太大的量程).
万用表替代电源--------------------------------------------------------------------------作者: _____________ --------------------------------------------------------------------------日期: _____________
万用表替代电源 搞电器维修的，或电子爱好者，都有一两只万用表，数字的指针的，需要经常更换电池，这里提供了9V、15V、1.5V电池的替代方案，用可充电锂电池或1.2V镍镉、镍氢电池代替，没有电了就充，既方便又节约。 1.2V-9V升压电路
锂电池3.7V-9V升压电路 一、9V或15V电池替代电源：如上图 电路很简单，制作容易，原理不做介绍。 输出电压推导： Uc2=U out+U be(Q3)=U bat-U be(Q2)+U D1 设U be(Q3) = U be(Q2) ， 则公式： U out=U bat+U D1-2U be 一般小功率硅管U be约为0.6V。 输出电压与电池有关，所以初始电压高一些，在9.6V左右，当电池电压下降以后，保证输出在9V左右。低档数字表IC常用7106，供电电压最高15V，我曾用12V供电没有问题。 电池：为1.2V7号充电电池、剃须刀充电电池，一般在400-600mAH；或旧手机电池，在1000mAH以上为好，充电板为TP4057充电电路。充电电源为5V手机充电器。 电路由万用表开关启动，关机时几乎不耗电。可用于数字万用表及机械表10K档供电，若机械表供电为15伏，可相应调整D1稳压值。 效率：1.2V升压的效率我做到53%，3.7V升压70%，我的杂牌DT9205数字表，开机电池输出电流8.2MA。1000MAH的手机电池，可续航100多小时。感兴趣的可以尝试增减初级匝数，来提高效率。 空载：输出端不加负载时，输入端电流1uA左右。3.7V锂电池加充电板时（两只TP4057），空载电流24uA，年放电约220mAH。如果嫌空载电流大，可将充电控制电路放在万用表外；或采用单只TP4057，减少静态电流；或用 5V继电器控制充电板的接入。
多功能数字万用表设 计与制作
1、摘要 随着科技的日新月异，电子产品发展也非常之快，在电子电路测试、家用电气设备的维修、电子仪器检修、电子元器件测量中，万用表是最普及、最常用的的测量仪表。由于它操作简单、功能齐全、便于携带、一表多用等特点，深受电工、电子专业工作者及广大无线电爱好者的喜爱。 事实证明，万用表不仅能检测电工、电子元器件的性能优劣，查找电子、电气线路的故障，估测某些电气参数，有时还能代替专业测试仪器，获得比较准确的结果，基本上可以满足电工、电子专业人员和业余无线电爱好者的需要。因此，推广万用表的应用技术，实现一表多用，既符合节约精神，又可以在一定程度上克服专用仪器的困难。 多功能数字万用表是在电子方面的学习、开发以及生产方面应用相当广发的一种仪器工具，整机电路设计以大规模的集成模拟和数字电路组合，采用 STM32F103RBT6为核心，高精度的运算放大器，低功耗高效率的开端电源转换器，全电子调校技术赋予仪表高可靠性，高精度。仪表可用于测量交直流电压、交直流电流、电阻、电感、电容，RS232C接口技术的应用使其和计算机构成可靠多种的双向通讯。仪表采用独特的外观设计，采用OLED3.1液晶显示器，仪表采用220V交流供电使之成为性能更优越的高精度电工仪表。
目录 1摘要 (2) 多功能数字万用表的设计与制作 (11) 2项目概述与功能需求 (11) 3项目论证 (12) 3.1 总体方案论证 (12) 3.1.1设计目标 (12) 3.1.2总体设计方案 (12) 3.2小模块方案设计： (15)
(18) 4 项目设计 (18) 4.1 系统模块设计 (18)
数字万用表常见故障检修及使用注意事项 对数字万用表维修者来讲，学会正确使用只是工作的前提，熟悉其原理是工作的基础，而掌握仪表的维修技术则是工作的可靠保证。下面介绍数字万用表的检修步骤、常见故障分析及排除方法、使用注意事项。 数字万用表的检修步骤 ? ? 检修数字万用表好比医生给病人看病，不仿借用中医诊断时常用的“望、闻、问、切”四字诀。望：先对仪表进行外观检查，有无机械、电气损伤，零部件损坏或丢失等；闻：听取使用人员介绍发生故障所看到的异常现象等；问：对疑点要多问几个为什么例如操作人员是否有误动作，仪表的过流及过压保护电路是否发生断路或短路故障；切：进行切合实际的分析，必要时画出检修流程图，为迅速排除故障创造条件。 ? ? 望、闻、问、切都属于调查研究，分析原因，以便做到心中有数。 ? ? 修理数字万用表需参照电路图进行。若有印制电路和元器件装配图就更为便利（可参见笔者编着的《数字万用表电路图集》一书，人民邮电出版社1996年 11月出版）。 ? ? 检修故障一般应从电源开始，若接通电源后LCD无任何显示，应首先检查9V叠层电池的电压是否过低、电池夹断线否＼电源开关有无损坏。假如电池电压正常，但从单片A／D 转换器上测不出电压，通常是电池引线开路或电源开关接触不良。 ? ? 寻找故障应遵循先外后里、先易后难、化整为零、重点突破的原则。排除故障应力求彻底，有的数字万用表在修理后稍受震动或用手拍打一下机壳就不能正常工作，多属有虚焊、脱焊处。倘若放过此类故障，仪表使用过程中就会时好时坏。 ? ? 仪表修理完毕先不要装外壳，应再通电检查几次，确认修好之后再装壳。条件允许时应按说明书所列技术指标对仪表进行校验。修理工作只有和日常维护保养、定期校验结合起来，才能确保仪表的性能指标，延长其使用寿命。 单片A／D转换器的功能检查 ? ? 单片A／D转换器是数字万用表的“心脏”。31/2数字万用表大多采用 ICL71O6（或TSC7lO6、TC7lO6）型CMOS单片A／D转换器。功能检查的目的是判断ICL71O6的质量好坏，进而区分数字万用表的故障范围在A／D转换器，还是在外围电路。以直流2O0mV基本档为例，功能检查可分以下4步进行： ? ? 1.检查本输入时的显示值将ICL7lO6的模拟输人端 IN十与 IN- 端短接，使输人电压VIN＝OV，仪 表应显示“”。
最简单不用开关的万用表1.5V升9V电池代替电源电路（加电池共五个件） [万用表9V电池代替电源电路]的电路图 本文介绍一种用一节GNY0.18型7号镍镉电池供电的电源供电于万用表，其特点是：延长电池使用时间，可反复充电；不用改动表中电路，也不需另设开关，使用比较方便、经济。 1．电路工作原理 万用表代用电源的电路，如图1所示。电路由三极管VT、升压变压器T、二极管VD、电容C与电源GB五个元器件组成。三极管VT和升压变压器T构成变压器反馈式振荡器，当电源输出端有负载电流通过时，三极管VT就有基极电流通过，电路就振荡工作；反之，没有基极电流，电池也不消耗电流，所以此电路不设电源开关。 2．元器件选择及安装调试 VT：PNP型小功率三极管，如2N3906，β>200。 VD：1N4148型开关二极管。 C：1uF/16V。 T：升压变压器，采用Φ10mm磁环作骨架，初级绕组L2用Φ0.15mm漆包线绕16圈，次级绕组L1用Φ0.08mm漆包线绕140圈。绕制前，可以用塑料片或竹片自制一个小梭子。两端各剪一小叉口，把漆包线绕在梭子上，然后再绕制，如图2所示。 图2 升压变压器制作图
万用表代用电源的印制电路，如图3所示。电源的印制电路板可按图示尺寸用刀刻法制作，不用打孔，全部元器件直接焊接在铜箔面上即可。电池安装在电路板上，其正、负极处用有弹性的磷铜片做一个卡子，焊在印刷板相应位置上固定。外壳同叠层电池的体积相仿，也可直接安装在万用表盒内。 图3 万用表代用电源的印制电路 整个电路焊接完毕并检查无误后，就可以通电进行调试了。首先在电压输出端连接上一只3 kΩ/0.125W电阻，用万用表直流电压档测量电容C两端的电压，查看是否在直流9V左右，如输出电压较低，可适当调换变压器L2绕组两端引线的位置。该电源长期使用性能良好，应注意定期检查镍镉电池的容量，及时补充电能。
常用数字万用表的基本原理和维修 看到经常有人问万用表烧了怎么修，就写了这个帖子，希望对大家能有所帮助．有什么疑问的话也可以共同研究． 我们常用的万用表基本都是用７１０６为核心做的，例如８３０，９２０５，９２０８等等这些表． 很多厂家在设计电路时会考虑对7106做适当的保护措施,例如在图中的IN+与地之间接一个三极管,将电压限制在1V以内.如果出现误操作导致高压进入,这个三极管被击穿短路,使得7106不会损坏.如果发现万用表在电压档一直显示0V的话,就检查这部分电路.芯片损坏的几率还是比较小的,大部分都是外围元件坏了. 7106是个典型的3位半AD转换器,基本原理如下: 2008-4-7 16:48 7106 750V,是因为元器件耐压的问题,而且通常也不需要太大的量程). 直流电压测量原理 前面几个是分压电阻,分别对应个量程.如果表坏了根据这个图可以很快的判断出故障部位.这种表的刀盘很复杂,拆的时候一定要注意刀盘弹簧片的位置,查找走线方向时一定要仔细,一不小心就看错了. 2008-4-7 16:57 830-DCV.JPG
交流电压测量:前端电路与支流电压完全相同,只是多了个整流电路.与普通指针表二极管整流不同,数字表都用运放整流,精度会高很多. 如果你的表在直流电压和电流档都正常,就是在交流电压和交流电流档有问题的话,不用怀疑,肯定是这部分出了问题.这里的整流一般都用TL062和2个1N4148,在电路板上很好找. 新加一张实际图,图中的TL062就是整流用的(不同的表所在的位置可能会不一样).这部分损坏的话交流就会出问题. 2008-4-7 17:07 830-ACV.JPG
智能数字式变频大电流接地特性测量系统 一、概述 DF9000智能数字式变频大电流接地特性测量系统是上海大帆电气有限公司研制的最新成果，是用于精确测量大型接地网特性参数的软硬件系统，系统主要功能：精确测量接地阻抗，接地电阻、接地电抗，场区地表电位梯度，接触电压，跨步电压，土壤电阻率，地网电流分布状况，导通电阻，接地桩电阻等参数。 DF9000智能数字式变频大电流接地特性测量系统通过对接地网注入一个异于工频的电流，有效地避免了50Hz及其它干扰信号引起的测量误差，可精确、经济、安全的测量接地网接地阻抗，接触电压，跨步电压，场区地表电位梯度等参数，同时使得测量过程变得方便而安全。 DF9000智能数字式变频大电流接地特性测量系统主要包括：大功率变频信号源、耦合变压器、高精度多功能选频万用表及其它附件等组成。 二、产品别称 接地电阻测试仪、大地网接地电阻测试仪、大型地网接地阻抗测试仪、大型地网接地阻抗测试系统、变频大电流多功能地网接地特性测量系统、接地阻抗测试、接地阻抗测试仪、大型地网变频接地阻抗特性测试系统，接地装置特性参数测量系统，变频大电流多功能测试仪，异频接地阻抗测试仪，抗干扰异频地网接地阻抗测试仪，异频接地电阻测试仪，接地电阻异频测试仪，大地网接地电阻测试仪，超大型接地网接地阻抗测量仪，大型接地网异频接地电阻测试仪，地网接地电阻测量系统，大型地网接地电阻测试仪、异频接地电阻测试仪，基于异频法的大型接地网接地电阻测试仪，大地网接地电阻测试仪，变频大电流多功能接地阻抗测试系统，基于异频法的大型接地网接地电阻测试、逐点变频大型地网接地特性测量系统、大型地网变频接地特性测试系统等。 三、系统主要技术特点 ☆ 采用军用电子对抗数字化分析滤波技术，抗干扰能力极强。(关键性能) 选频特性尖锐，通频带±0.3Hz，干扰衰减>100dB/Hz。实测200V的干扰在±1Hz偏频测量引起的误差低于0.1mV,干扰抑制能力达到十万分之一以上,远胜于模拟式仪器百分之几的抗干扰能力,保证了测试精度。 ☆ 高精度选频 + 自动换挡技术，全自动切换量程，保证了在高低量程范围的测量精度，使用简单方便。 ☆ 自带SD数据存储卡，可很方便的下载数据。可保存2000组数据，可与计算机联机上传数据，方便分析处理。 ☆ 系统输出功率大（2-20KW），电压高(0-1000V)，输出电流大（0-50A），彻底解决了同类设备输出功率和电压偏小，现场难以升流的问题。 对于一个具体的测试回路，加在回路上的电压越高，回路电流才能达到越大。 本系统输出电压高，功率大，确保现场能实际产生较大的试验电流，保证了测试的准确性。 ☆ 逐点步进精确选频测试，非误差较大的双点变频。 本系统采用45-65Hz步进1Hz多点变频测试，能明确发现和剔除因同频谐波干扰而产生的测量坏值，克服了双点变频法的固有局限，同时可得接地系统的频率特性，测量结果更加符合实际值。
9205数字万用表工作原理电路及其测量电路- 全文 数字万用表由数字电压表（DVM）配上各种变换器所构成的，因而具有交直流电压、交直流电流、电阻和电容等多种测量功能。 下图是数字万用表的结构框图，它分为输入与变换部分、A/D转换器部分、显示部分。输入与变换部分，主要通过电流一电压转换器（w）、交一直流转换器（AC/DC）、电阻一电压转换器（R/V）；电容一电压转换器（CN）将各测量转换成直流电压量，再通过量程旋转开关，经放大或衰减电路送入A/D转换器后进行测量。 A/D转换器电路与显示部分由ICL7106和LCD构成。
我们可以看出数字万用表是以直流200mV作基本量程，配接与之成线性变换的直流电压、电流；交流电压、电流，欧姆、电容变换器即能将各自对应的电参量用数字显示出来。 功能电路及工作原理 1．电阻测量电路及小数点显示电路（见下图） ①采用比例法测量电阻，被测电阻Rx和基准电阻串联起来接在V+和COM之间，Uin=V+RX/（R+RX）。测量档位确定后，R确定，则Rx越大，Uin也越大；档位从200Ω~20MΩ变化时，相应的R也增大，通过计算可以看出能保证Rx上的分压不会超出一定值，使各个量程保持平衡。 ②ICL7106只有液晶笔端和背电极驱动端，为了显示小数点，利用运放OP1构成反相放大器形成小数点显示电路，使得ICL7106去LCD的背电极BP点的脉冲信号（50Hz的方波，占空比位50%，保证交流电压有效值为0，延长LCD的使用时间）和相应去每个小数点BP2、BP20、BP200的脉冲信号反向，根据液晶的显示原理，此时正好点亮相应的小数点。
2．直流电压测量电路及交流电压测量电路（见下图） ①直流电压测量采用电阻分压器法测量电压，输入的直流电压通过分压和转换开关将各个量程电压均变成为0～200mV直流电压，最后送入A/D 转换电路去显示。 测量值越大，则分压送入ICL7106的输入端的电压越大；档位从 200mV～1000V变化时，相应的档位电阻减少，通过计算可以看出能保证
830数字万用表原理、组装与调试 5.1实践目的 830数字万用表是一种LCD数字显示多功能、多量程的31/2位便携式电工仪表，可以测量直流电流（DCA）、交直流电压（ACV）、电阻值和晶体管共射极直流放大系数h FE和二极管等。通过对830数字万用表的安装、焊接、调试，可了解830数字万用表装配的全过程，掌握元器件的识别、测试及整机装配和调试工艺。 5.2实践要求 1.掌握830数字万用表的工作原理； 2.对照原理图，看懂830数字万用表的装配接线图； 3.对照原理图、PCB，了解调830数字万用表的电路符号、元件和实物； 4.根据技术指标测试各元器件的主要参数； 5.掌握830数字万用表调试的基本方法，学会排除焊接和装配过程中出现的故障。 6.掌握830数字万用表的使用方法。 7.掌握一定的用电知识及电工操作技能。 8.学会使用一些常用的电工工具及仪表，如尖嘴钳、剥线钳、万用表等。 9.养成严谨、细致的工作作风。 5.3.830数字万用表简介 830数字万用表以集成电路7106为核心，电路简洁、功能齐全、体积小巧、外观精致，便于携带。其主要技术指标如表5.1所示。 表5.1830数字万用表主要技术指标 一般特性直流电流 显示31/2位LCD自动极性显 示 量程分辩力精度 超量程显示最高位显示“1”其它位 空白 200uA 0.1uA ?1.0%读数?.3 字 最大共模电压500V峰值2000uA 1uA ?1.0%读数?.3 字
储存环境-15°C至50°C20mA 10uA ?1.0%读数?.3 字 温度系数小于0.1×准确度/°C200mA 100uA ?1.5%读数?5字电源9V叠层电池10A 10mA ?2.0%读数?10 字 外形尺寸128×75×24mm交流电压 直流电压量程分辩力精度 量程分辩力精度200V 100mV ?1.2%读数?10 字 200mV 0.1mV ?0.5%读数?2 字750V 1V ?1.2%读数?10 字 2000mV 1mV ?0.5%读数?3 字 电阻 20V 10mV ?0.5%读数?3 字 量程分辩力精度 200V 100mV ?0.5%读数?3 字200Ω0.1Ω?1.0%读数?10 字 1000V 1V ?0.8%读数?3 字 2000Ω1Ω?1.0%读数?2字 晶体管检 测 20KΩ10Ω?1.0%读数?2字 量程测试电 流开路电压/测 试电压 200KΩ100Ω?1.0%读数?2字 二极管 1.4mA 2.8V 2000KΩ1KΩ?1.0%读数?2字
第一章绪论 1.1设计的意义 1.1.1设计的背景与意义 热电偶在出厂检验时或使用一段时间后，为保证其准确度和正常使用，要进行周期检定。目前，工业上通常采用直接比较法检定，即将被校热电偶和标准热电偶直接比较的一种检定方法。检定时，把被检热电偶和标准热电偶捆扎在一起，送入检定炉，测量端应位于检定炉均匀的高温区中，检定炉内的温度应恒定在被校温度点。热电偶检定炉的温度控制，对于实验或生产过程有着十分重要的作用。本温控系统是利用单片机、温度传感器、加热丝和A/D转换芯片等来实现的数字温度控制系统。单片微处理器具有高精确度、高灵敏度、高响应速度以及耗能少、机构小、可以连续测量、自动控制、安全可靠等优点，非常适合嵌入控制。同时，其逻辑控制运算是由软件来进行的，可以容易地实现各种控制规则，甚至是比较复杂的控制算法的实现，而且不受外界的工作环境的影响。因此，基于单片机的温度控制器，可以安全可靠地运行，智能地控制温度稳定在某一给定值，或者给定值附近。本温控系统是用于对温度进行监测和控制的全自动智能调节系统，可以用在工业用电阻炉的温度控制中，实际应用表明该系统稳定性好、寿命长，能很好地满足生产和实验的需要。 在传统的检定过程中，用电位差计通过手动转换开关读取在不同检点的标准电偶、被检电偶的热电势，然后根据检定规程对检定数据进行手工统计处理，并把结果填表记录。上述检定步骤中完全靠手工操作完成，不但人员劳动强度大，检定时间长，原始数据量大，运算处理较繁杂，容易出错，而且不可避免地产生人为误差。检定工作的低效率，大大影响了企业质量保证工作的正常进行。 本论文结合某企业计量管理部门热电偶检定装置改造项目的实践，充分利用成熟的现代计算机控制技术和数据采集技术，以及目前丰富的软、硬件资源，研制了一种新型的标准热电偶微机自动检定系统。系统选用的硬件设备体积小，功能强大，集成度高而且价格便宜。系统软件设计选用高级计算机程序语言，所开发的工作平台面向对象，界面友好，功能完善。数据采集和分析处理科学准确，简便快捷，整个检定工序基本符合国家检定规程，能够实现热电偶的温标传递工作，一次可同时校验多支不同型号的标准热电偶，精度要求完全满足企事业单位实际的检定需求。 1.1.2热电偶自动检定系统的研究现状 目前无论国内还是国外，都对行业标准化有了足够的重视，但在我国毕竟起
数字式万用表常见故障及解决办法 数字式仪表具有很高的灵敏度和准确度，其应用几乎遍及所有企业。但由于其故障出现呈多因素，且遇到问题的随机性大，没有太多规律可循，修理难度较大。因此，本人将多年工作实际中所积累的一些修理经验整理出来，以供从事本专业的同仁参考。 一、修理方法 寻找故障应先外后里，先易后难，化整为零，重点突破。其方法大致可分为以下几种： 1.感觉法凭借感官直接对故障原因做出判断，通过外观检查，能发现如断线、脱焊、搭线短路、熔丝管断、烧坏元件、机械性损伤、印刷电路上铜箔翘起及断裂等;可以触摸出电池、电阻、晶体管、集成块的温升情况，可参照电路图找出温升异常的原因。另外，用手还可检查元件有否松动、集成电路脚管是否插牢，转换开关是否卡带;可以听到和嗅到有无异声、异味。 2.测电压法测量各关键点的工作电压是否正常，可较快找出故障点。如测A/D转换器的工作电压、基准电压等。 3.短路法在前面所讲的检查A/D转换器方法里一般都采用短路法，这种方法在修理弱电和微电仪器时用得较多。 4.断路法把可疑部分从整机或单元电路中断开，若故障消失，表示故障在断开的电路中。此法主要适合于电路存在短路的情况。 5.测元件法当故障已缩小到某处或几个元件时，可对其进行在线或离线测量。必要时，用好的元件进行替换，若故障消失，说明元件已坏。 6.干扰法利用人体感应电压作为干扰信号，观察液晶显示的变化情况，常用于检查输入电路与显示部分是否完好。
二、修理技巧 对一块故障仪表首先应检查和判别故障现象是共性(所有功能都不能测量)，还是个性(个别功能或个别量程)，然后区别情况，对症解决。 1.若所有档均不能工作，应重点检查电源电路和A/D转换器电路。检查电源部分时，可取下叠层电池，按下电源开关，用正表笔接被测表电源负，负表笔接电源正(对数字万用表而言)，开关打到二级管测量档，若显示的是二级管正向电压，则说明电源部分是好的，若偏差大，则说明电源部分有问题。若出现开路，重点检查电源开关和电池引线等。若出现短路，则需要采用断路法，逐步断开使用电源的元件，重点检查运算放大器、定时器及A/D转换器等。若出现短路，一般都不止损坏一块集成元件。检查A/D转换器可以和基本表同时进行，相当于模拟式万用表的直流表头，具体检查方法： (1)被测表的量程转到直流电压最低档; (2)测量A/D转换器工作电压是否正常。根据表内所用A/D转换器型号，对应V+脚和COM脚，测量值与它的典型值相比较是否相符。 (3)测A/D转换器的基准电压，目前常用的数字万用表的基准电压一般都是100mV或1V，即测量VREF+与COM之间的直流电压，若偏离100mV或1V，可通过外接电位器进行调节。 (4)检查输入为零的显示数，把A/D转换器的正端IN+与负端IN-短接，使输入电压Vin=0，仪表显示“00.0"或“00.00"。 (5)检查显示器的全亮笔划。把测试端TEST脚与正电源端V+短接，使逻辑地变成高电位，全部数字电路停止工作。因每个笔划上都加有直流电压，所以全部笔划亮对位表显示“1888"，对位表显示“18888"。若存在缺笔划现象，检查A/D转换器对应输出脚与导电胶(或联线)，与显示器之间是否有接
VICTOR胜利牌数字多用表多用表系列 产品型号：VICTOR 70F 产品名称：数字万用表VICTOR 70F 产品价格：￥415 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 70D 产品名称：数字万用表VIC 70D 产品价格：￥260 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 70C 产品名称：数字万用表VICTOR 70C 产品价格：￥297 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 70A 产品名称：数字万用表VIC 70A 产品价格：￥213 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 86E 产品名称：数字万用表VICTOR 86E 产品价格：￥350 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 86D 产品名称：数字万用表VIC 86D 产品价格：￥280 产品类别：★数字多用表 产品型号：VICTOR 86C 产品型号：VICTOR 86B
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多功能数字万用表的设计与制作毕业论文 目录 1摘要 (2) 2项目概述与功能需求 (5) 3项目论证 (6) 3.1 总体方案论证 (6) 3.1.1 设计目标 (6) 3.1.2 总体设计方案 (4) 3.2 小模块方案设计 (9) 3.3 项目设计 (12) 4项目设计 (12) 4.1 系统硬件设计 (12) 4.1.1 测直流电流模块 (12) 4.1.2 测直流电压模块 (14) 4.3.3 侧交流电压模块 (16) 4.1.4测电阻模块 (17) 4.1.5 测电容模块 (18) 4.1.6 测电感模块 (20) 4.1.7 液晶显示模块 (22) 4.1.8 电源设计模块 (25) 4.2 接口设计 (24) 4.2.1 外部接口 (24) 4.2.2 部接口 (24) 4.3 运行设计 (26) 4.4 系统软件设计 (26) 4.4.1 主程序设计流程图 (26) 4..4.2 详细设计与编码 (28)
4.4.3 引脚说明 (29) 4.4.4 软件系统与其他系统的关系 (30) 4.4..5 各函数模块分析 (30) 5产品调试与包装 (47) 5.1 调试 (47) 5.2 系统数据测试 (49) 5.3 测试结果分析 (52) 6项目小结 (52) 7致谢 (53) 8参考文献 (54) 9附录 (55) 附录1 原理图 (55) 附录2 PCB图 (56) 附录3 器件清单 (57) 附录4 整机实物图 (60) 附录5 小组成员信息 (63) 附录6 过程监控文档 (64) 附录6.1 会议记录 (64) 附录6.2 工作日志 (81) 附录6.3 队员总结心得 (103) 附录6.4 小组管理 (110)
数字万用表 ：XXX 学号：XXXXXX 专业：08电子信息工程X班 数字万用表DMM(Dital MultiMeter)采用大规模集成电路和液晶数字显示技术，具有结构简单、测量精度高、输入阻抗高、显示直观、过载能力强、功能全、耗电省、自动量程转换等优点，许多数字万用表还带有测电容、频率、温度等功能。 本课题的主要容是理解DT-830型数字万用表的基本结构和原理，通过数字万用表的组装与调试，培养电子产品安装测试技能。 万用表的概述 数字万用表是采用集成电路模/数转换器和液晶显示器，将被测量的数值直接以数字形式显示出来的一种电子测量仪表。 1.数字万用表的组成 数字万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。为了能测量交流电压、电流、电阻、电容、二极管正向压降、晶体管放大系数等电量，必须增加相应的转换器，将被测电量转换成直流电压信号，再由A/D转换器转换成数字量，并以数字形式显示出来。它由功能转换器、A/D转换器、LCD显示器、电源和功能/量程转换开关等构成。 常用的数字万用表显示数字位数有三位半、四位半和五位半之分。对应的数字显示最大值分别为1999，19999和199999，并由此构成不同型号的数字万用表。 2.数字万用表的面板 (1)液晶显示器:显示位数为四位，最大显示数为±1999，若超过此数值，则显示1或-1。 (2)量程开关:用来转换测量种类和量程。 (3)电源开关:开关拨至"ON"时，表电源接通，可以正常工作；"OFF"时则关闭电源。 (4)输入插座:黑表笔始终插在"COM"孔。红表笔可以根据测量种类和测量围分别插入"V·Ω "、"mA"、"10A"插孔中。 1模数转换与数字显示电路 常见的物理量都是幅值连续变化的所谓模拟量。指针式仪表可以直接对模拟
一. 概述： 智能热量测定仪是采用单片机技术开发研制的多功能热量测定仪器。具有测试精度高、性能稳定、系统常数和实验结果可长期保存并且关机后不丢失等优点。仪器采用液晶显示器，显示直观，操作简便。配有打印机，实验结果一目了然。 该机还有强大的存储能力，记录了最近50次的实验结果，以便查询，极大的方便了操作人员。精心编制的计算程序，提高了计算精度，即使不调内筒水温，也可得到满意的测试结果。 仪器采用了双探头，同时测定内筒和外筒的水温，节省了专门输入外筒温度的时间。控制器与主机完美的结合为一体，美观、实用，节省空间我们的一贯宗旨是：简便实用，为用户节省每一分开支！ 二. 主要技术指标： 测温分辨率 > 0.001℃ 温度范围：10--38℃ 测定误差 < 0.3% 整机功耗 < 30W 电源电压：220V+10% 三. 符号说明： E--水当量k--冷却常数A--综合常数 m--样品重Qb--弹筒发热量Qnet--低位发热量 G--包纸重Qgr--高位发热量Qgrd--高位干基发热量 No--编号Q--苯甲酸热值C--冷却校正值 Sb--硫含量Mad--分析基水分Mar--收到基全水分 Had--氢含量q1--包纸热* 包纸重q2--点火热 t0--初始温度tn--最高温度tj--外筒温度 n--升温时间
四. 键盘使用方法： ☆按键动作切勿用力过猛，以免影响使用寿命。 1. [-/.]键复合键，处于首位时为“-”，其余为“." 如输入-0.0022 依次按-、0、.、0、0、2、2，按[有效]即可。 2. [ ]、[ ]键输入数据时为移位键。 3. [设定]键输入或修改参数： ①按[ ]、[ ]键将光标移至要修改的参数处； ②输入参数； ③按[有效]键确认。光标移至下一参数处。 时间输入：如2003年1月5日16时8分 输入：03.01.05 [有效] ; 16.08 [有效] 设定完成后，按[有效]键返回。（或按[复位]键返回。） 提示1：如果参数无改动，直接按[有效]即可。 4. [点火] 设定点火功率大小（0--9）档，选择相应的数值后按[有效] 仪器进行点火实验，并将该数据保存。（通常设定为3） 5. [复位] 任何情况下按此键，仪器回到开机时的状态 6. [标定] 功能键，标定系统的热容量 7. [测定] 功能键，测定试样的发热量 8. [计算] 根据弹筒发热量计算高、低位发热量 按[计算]键，显示“煤炭 1.高位 2.低位生料3.高位 4. 低位” 选择“1”后，输入Qb值，仪器计算并打印出高位和高位干基发热量。 同样选择“4”后，显示器显示最近一次Qb值，仪器计算并打印出低位发热量。 提示2：计算中所使用的参数：Sb, Had, Mad. Mar须事先设定。 Sb：由弹筒洗液测得的煤的含硫量。当全硫含量低于4%时，或发热量大于14.6MJ/kg时，可用全硫或可燃硫代替Sb Sb的测定：把弹筒洗液煮沸1~2分钟，稍冷后以甲基红（或相应的混合指示剂）为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定，计算出Sb(%) Sb=(c*V/m-α*Qb/60)*1.6
万用表的使用 万用表是一种多功能多量程的便携式电工测量仪表，主要有指针式万用表和数字式万用表两类。其中，指针式万用表适用于测量强电回路的电压、电流和电阻等，可判断二极管、三极管、晶闸管和电解电容等元件的好坏与及测量集成电路引脚的静态电阻值等；数字式万用表为直接读数，用来测量电压、电流、电阻、三极管放大倍数和电容，同时可用其蜂鸣器挡测量电路的通断，以判定印制电路的走向。 机械指针式万用表是用一只灵敏的磁电式直流电流表，即微安表作为表头的，当有微小电流通过表头，机械指针就会有所指示。为了让表头通过的电流能使其正常工作指示，所以，在表头上并联和串联了一系列的电阻来进行分流与降压，这样也就能在需测的电路中测出电压，电阻，电流了。在使用过程中我们可以用小平口起子调节指针调节旋钮，使其指针在未工作时左边处于零位，以保证测量数值的精确性。万用表的红表笔应插在+处，黑表笔应插在—处。
1-表笔插孔2-晶体管插孔3-读数装置（表头）4-机械调零旋钮5-欧姆调零旋钮6-挡位 旋钮 图-1 MF-47C型万用表 一、指针式万用表 1、指针式万用表的结构组成
型号繁多的指针式万用表在结构上主要由三部分组成，即读数装置（表头）、测量电路和转换装置。其中，读数装置通常由磁电式直流微安表（个别为毫安表）组成，包括测量项目、测量范围、电压灵敏度、刻度、数字符、标识符、消除视差装置、等级指数及电平修正表等内容；测量电路的主要作用是把被测的电量转变成适合于表头指示用的电量；转换装置一般由挡位旋钮、表笔插孔或接线柱、调零旋钮等组成。 （1）读数装置的测量项目。 指针式万用表的测量项目一般包括直流电压、交流电压、直流电流、交流电流和电阻等基本项目，还设有分贝（dB）、电感（L）、电容（C）、三极管静态放大系数（hFE）、负载电流（LI）及负载端电压（LV）等备选项目。少数万用表设有表内工作电源状态显示，用BAD和GOOG分别表示电池不良与电池良好；有的万用表设有蜂鸣档，以方便测试。 （2）读数装置的测量范围。 指针式万用表的刻度盘不直接反映其所有测量范围，它给出了各项测量的基本测量范围及刻度盘上能够允许标注的测量范围。基本测量范围由量程开关选定后，与刻度盘上对应的基数乘获得。 （3）读数装置的电压灵敏度。 电压灵敏度是万用表电压挡的重要参数，它代表万用表测量电压时，指针偏转至满刻度值时取自被测电路的电流值，以欧姆每伏或千欧每伏表示。电压灵敏