基于單片機(jī)的數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)論文答辯.ppt

基于單片機(jī)的數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì),答辯人：蔡定材指導(dǎo)教師：鐘立華,一、研究背景（數(shù)字萬用表的意義）,數(shù)字萬用表是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測(cè)量領(lǐng)域大量使用的一種基本測(cè)量，隨著時(shí)代科技的進(jìn)步，數(shù)字萬用表的功能越來越強(qiáng)大，把電量及非電量的測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。,二、設(shè)計(jì)目標(biāo),1、設(shè)計(jì)目標(biāo)（1）測(cè)量交直流電壓（2）測(cè)量直流電流（3）測(cè)量電阻（4）檢測(cè)電路短路斷路,三、設(shè)計(jì)的篇章結(jié)構(gòu),1.引言2.數(shù)字萬用表的基本原理3.結(jié)果分析4.總結(jié),四、設(shè)計(jì)內(nèi)容,引言數(shù)字萬用表亦稱數(shù)字多用表,簡(jiǎn)稱DMM(DigtialMultimeter)。傳統(tǒng)的指針式萬用表功能單精度低，不能滿足數(shù)字化時(shí)代的需求，采用單片機(jī)的數(shù)字萬用表，精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)、集成方便。,數(shù)字萬用表的特點(diǎn)1.顯示清晰直觀,計(jì)數(shù)準(zhǔn)確2.測(cè)試功能強(qiáng)3.測(cè)量范圍寬4.測(cè)量速率快5.集成度高,微功耗,數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖,數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)原理1.電壓表的設(shè)計(jì)原理2.電流表的設(shè)計(jì)原理3.電阻測(cè)量設(shè)計(jì)原理,電壓表的設(shè)計(jì)原理,圖2使用多量程分壓電路,圖1分壓電路原理,在基準(zhǔn)數(shù)字電壓表頭前面加一級(jí)分壓電路(分壓器)，可以擴(kuò)展直流電壓測(cè)量的量程。如圖1所示，為電壓表頭的量程(如200mV)，r為其內(nèi)阻(如10M)，、為分壓電阻，為擴(kuò)展后的量程。由于r，所以分壓比為:擴(kuò)展后的量程為:,電流表的設(shè)計(jì)原理測(cè)量電流的原理是：根據(jù)歐姆定律，用合適的取樣電阻把待測(cè)電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，再進(jìn)行測(cè)量。,圖3電流測(cè)量原理,圖4多量程分流器電路,在圖3,由于rR,取樣電阻R上的電壓降為:,即被測(cè)電流若數(shù)字表頭的電壓量程為,欲使電流檔量程為,則該檔的取樣電阻(也稱分流電阻)為:如=200mV,則=200mA檔的分流電阻為R=1。,電阻測(cè)量原理數(shù)字萬用表中的電阻檔采用的是比例測(cè)量法,其原理電路見圖5。,圖5電阻測(cè)量原理,圖6電阻測(cè)量,由穩(wěn)壓管ZD提供測(cè)量基準(zhǔn)電壓，流過標(biāo)準(zhǔn)電阻和被測(cè)電阻的電流基本相等(數(shù)字表頭的輸入阻抗很高，其取用的電流可忽略不計(jì))。所以A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓和輸入電壓有如下關(guān)系：即：根據(jù)所用A/D轉(zhuǎn)換器的特性可知，數(shù)字表顯示的是與的比值,這稱為比例讀數(shù)特性。因此，我們只要選取不同的標(biāo)準(zhǔn)電阻并適當(dāng)?shù)貙?duì)小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行定位，就能得到不同的電阻測(cè)量檔。,如對(duì)200檔，取=100，小數(shù)點(diǎn)定在十位上。當(dāng)=100時(shí)，表頭就會(huì)顯示出100.0。當(dāng)變化時(shí)，顯示值相應(yīng)變化，可以從0.1測(cè)到199.9。數(shù)字萬用表多量程電阻檔電路見圖6。由上分析可知，,測(cè)量結(jié)果的誤差分析1.供電電源時(shí)間過久,導(dǎo)致電壓過低2.各取樣電阻阻值不完全精確,有可能過低或者過高,設(shè)計(jì)結(jié)果綜述,數(shù)字萬用表內(nèi)部采用了多種震蕩,放大,保護(hù)等電路,所以功能較多。本設(shè)計(jì)有其優(yōu)點(diǎn)：高精度，低功耗,顯示清晰。本設(shè)計(jì)完成的功能主要有對(duì)電壓，電流，電阻的測(cè)量，對(duì)電路是否短路進(jìn)行判斷。,設(shè)計(jì)綜述,單片機(jī)部分跟AD轉(zhuǎn)換部分是本次設(shè)計(jì)的核心，數(shù)字表有兩個(gè)轉(zhuǎn)換電路：I/V轉(zhuǎn)換電路（電流轉(zhuǎn)換電壓電路）R/V轉(zhuǎn)換電路（電阻轉(zhuǎn)換電壓電路）。AT89s52單片機(jī)作為主控芯片，配以RC復(fù)位電路跟振蕩電路，使得系統(tǒng)穩(wěn)定工作。,五、致謝,感謝學(xué)院給我提供了學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)及在