基于单片机的数字万用表的设计论文答辩.ppt

基于单片机的数字万用表的设计,答辩人：蔡定材 指导教师：钟立华,一、研究背景（数字万用表的 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，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。,二、设计目标,1、设计目标 （1）测量交直流电压 （2）测量直流电流 （3）测量电阻 （4）检测电路短路断路,三、设计的篇章结构,1.引言 2.数字万用表的基本原理 3.结果分析 4.总结,四、设计内容,引言 数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。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，采用单片机的数字万用表，精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便。,数字万用表的特点 1.显示清晰直观,计数准确 2.测试功能强 3.测量范围宽 4.测量速率快 5.集成度高,微功耗,数字万用表的设计结构框图,数字万用表的设计原理 1.电压表的设计原理 2.电流表的设计原理 3.电阻测量设计原理,电压表的设计原理,图2 使用多量程分压电路,图1 分压电路原理,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1所示， 为电压表头的量程(如200mV)，r为其内阻(如10M)，、为分压电阻， 为扩展后的量程。 由于r ，所以分压比为: 扩展后的量程为:,电流表的设计原理 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。,图3 电流测量原理,图4 多量程分流器电路,在图3,由于rR,取样电阻R上的电压降为 : ,即被测电流 若数字表头的电压量程为 ,欲使电流档量程为 ,则该档的取样电阻(也称分流电阻)为 : 如 =200mV,则 =200mA档的分流电阻为R=1。,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5。,图5电阻测量原理,图6 电阻测量,由稳压管ZD提供测量基准电压，流过标准电阻 和被测电阻 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 和输入电压 有如下关系： 即： 根据所用A/D转换器的特性可知，数字表显示的是与 的比值,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200档，取 =100，小数点定在十位上。当 =100时，表头就会显示出100.0。当 变化时，显示值相应变化，可以从0.1测到199.9。 数字万用表多量程电阻档电路见图6。 由上分析可知，,测量结果的误差分析 1.供电电源时间过久,导致电压过低 2.各取样电阻阻值不完全精确,有可能过低或者过高,设计结果综述,数字万用表内部采用了多种震荡,放大,保护等电路,所以功能较多。本设计有其优点：高精度，低功耗,显示清晰。 本设计完成的功能主要有对电压，电流，电阻的测量，对电路是否短路进行判断。,设计综述,单片机部分跟AD转换部分是本次设计的核心，数字表有两个转换电路： I/V转换电路（电流转换电压电路） R/V转换电路（电阻转换电压电路）。 AT89s52单片机作为主控芯片，配以RC复位电路跟振荡电路，使得系统稳定工作。,五、致谢,感谢学院给我提供了学习的机