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1、-湖北经济学院中期实习设计报告课题名称： 智能万用表指导教师：王金庭 陈莹 张淑玲学生班级：通信 Q0941 班学生姓名： 罗倩 学生学号：091603042 同组人：甘彩云 熊博 学生院系：电子工程系 -2012 年 7 月目录一 实验目的 .3二 任务及要求 .31、任务 .32、要求 .41、基本要求 .42、发挥部分 .4三 总体设计方案 .4四 单元电路设计与计算 .51.量程自动转换电路： .52.电阻的测量电路 .6五 测量结果 .101.直流电压测量结果： .103.电阻的测量结果： .124误差分析： .13六 软件设计 .131软件流程图： .13八 体会与感受 .15九
2、参考文献 .16十 附件 .162 程序源代码： .19-智能万用表的设计一 实验目的1、培养综合性电子线路的设计能力。2、掌握综合性电子线路的安装和调试方法。 二 任务及要求1、任务设计并制作一台具有直流电压、交流电压和电阻测量功能的智能数字万用表。示意图如图 1 所示。图 2-1 智能数字万用表示意图2、要求1、基本要求（1） 数码显示，最大读数 1999。23（2）直流电压量程：0.2V、2V、20V，精度为0.2%1 个字；输入阻抗10M。（3）交流电压量程：0.2V、2V、20V，精度为0.5%2 个字（以 50 Hz 为基准） ；输入阻抗10M；频率响应范围为 401000Hz。（
3、4）电阻量程： 2、200、2M，精度0.2% 2 个字。-2、发挥部分（1）直流电压测量具有自动量程转换功能。（2）具有“自动关机”功能，即在测量过程中，若 1 分钟内无任何键按下，仪器会自动关闭显示并处于低功耗状态；再按任意键，仪器能返回“自动关机”前的工作状态。（3）具有相对误差（%）测量功能，即在进行某项测量时，首先通过显示屏提示用户从键盘输入标称值，一旦输入确认后，仪器能显示相对误差中的值。（4）其它。三 总体设计方案图 31本次设计要求测量直流电压，交流电压和电阻的值，我们通过全波整流电路和电阻测量电路将交流和电阻的测量转化为直流电压的测量。在测量直流电压时，我们采用 A/D 转换
4、芯片 MC14433，由于该芯片输入电压不超过 5V，所以我们在测量 0.2V 以下的电压时就通过自动量程转换电路将其放大 10 倍，在测量 2V以上的电压时则缩小 10 倍。最后将转化后的电压值通过 A/D 转换电路读取电压值并送入单片机最小系统，最后通过单片机最小系统通过液晶将电压值显示出来。四 单元电路设计与计算1.量程自动转换电路：通过单片机读取 MC14433 的数字信号来控制模拟开关，从而改变反馈电阻的大小实现档位的不同选择。电阻测量直流电压测量交流电压测量电阻测量电路交/直流转换的整流电路自动量程转换电路A/D 转换电路单 片机系统键盘与显示输入信号-自动量程转换电路的作用是按输
5、入条件信号（过量程、欠量程信号）和时钟信号（EOC、DS1DS4）发生相应的量程信号控制。通过单片机读取 MC14433的数字信号，通过数字信号的大小来控制模拟开关的 A B 的值来控制模拟开关的导通情况，从而改变反馈电阻的大小来实现档位的不同选择。模拟开关的导通由 Q3 和 Q0 决定，当被测电压过量程时（Q3=0 且 Q0=1），就向高量程变化，通过单片机使模拟开关的 B A 为 1 1，使 3y 和 y 导通；欠量程时（Q3=1 且Q0=1），向低量程变化，通过单片机使 B A 的值为 1 0，使 2y 和 y 导通；当在正常范围以内时（Q0=0），保持原来状态不变，就使 B A 的值为
6、 1 0，即使 1y和 y 导通。CD-4052 引脚图采用 CD4052 芯片来实现此模拟开关的控制。主要通过 A、B 的信号控制模拟开关的选择，从而实现量程的自动转换，其功能如下图：B A 电阻的选择 功能1 0 R=1M 放大 10 倍0 1 R=100K 原样输出1 1 R=10K 衰减 10 倍原理图如下：（量程转换功能的原理图）-图 412.电阻的测量电路不同的电阻值产生不同的输出电压，电阻的测量主要是通过测量其输出电压，从而得出其电阻值来实现的。其原理图如下：图 42-如上图可得出输出电压与输入电压的关系以及输出电压与所测电阻的关系如下：RxUio*)1/( 输入电压为 2V，从
7、而得出 输出电压的范围为 02V，当测量电阻在 0200 欧姆 时，将开关打到 200 欧姆的档位来进行测量，这档位输出电压与测量出来的阻值的关系如下：当测量电阻在 2002k 欧姆时，将开关打到 2k 欧姆的档位来进行测量，这档位的输出电压与测量出来的电阻关系如下：当测量电阻在 2k200k 欧姆时，将开关打到 200k 欧姆的档位来进行测量，这档位的输出电压与测量电阻的关系如下：3.交流电压的测量：直接测量交流电压比较困难，我们通过全波整流电路将交流电压的变成直流，再进行测量然后通过自动量程转换电路将其电压值传进单片机中通过液晶显示出来。全波整流原理图如下：-图 43计算公式的推导：UO1
8、=-2UI (UI0)UO1=0 (UI0,UO=UI;UI#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs = P26;sbit rw = P25;sbit en = P27;/sbit eoc = P32;sbit ds1 = P20;sbit ds2 = P21;sbit ds3 = P22;sbit ds4 = P23;sbit Q0 = P10;sbit Q1 = P11;sbit Q2 = P12;-sbit Q3 = P13;sbit b = P14; /模拟开关sbit a = P15;uch
9、ar flag_ds=1,high,low,i,polar,scan_number = 20;uchar flag_ds1,flag_ds2,flag_ds3,flag_ds4;uchar table=0,0,0,0;/uchar code table_menu1=Choose,please:;void delay(uint x) /短延时while(x-);void delay_ms(uint z) /延时 1msuint x,y;for(x=120;x0;x-)for(y=z;y0;y-);/*/*lcd1602*/bit bz()bit result;rs=0;rw=1;en=1;_no
10、p_();result=(bit)(P0&0x80);en=0;return result;void w_cmd(uchar cmd)while(bz();rs=0;rw=0;en=1;-P0=cmd;en=0;delay(100);void w_dat(uchar dat)while(bz();rs=1;rw=0;en=1;_nop_();_nop_();P0=dat;en=0;delay(10);/*lcd1602*/*/*/*键盘扫描*/*uchar key_value()uchar key_high,key_low;P3=0xf0;key_high=P3;if(key_high!=0x
11、f0)delay_ms(10);P3=0xf0;key_high=P3;if(key_high!=0xf0)key_high=P3;P3=0x0f;key_low=P3;return (key_high + key_low);elsereturn 0;*/*void key_scan()/ while(scan_number-)/ -switch(key_value()case 0xee:case 0xed:case 0xeb:case 0xe7:w_cmd(0x01);w_cmd(0x80);w_dat(D);w_dat(C);w_dat(0x3a);EX0=1;break;case 0xde:case 0xdd:case 0xdb:case 0xd7:w_cmd(0x01);w_cmd(0x80);w_dat(A);w_dat(C);w_dat(0x3a);EX0=1;break;case 0xbe:case 0xbd:case 0xbb:case 0xb7:w_cmd(0x01);w_cmd(0x80);w_dat(R);w_dat(0x3a);break;/注意应在何时开启外中断，即令 EX0=1;case 0x7e:case 0x7d:case 0x7b:case 0x77:w_cmd(0x01);w_cmd(0x80);w_dat(Y);break
