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1、安徽电子信息专业毕业设计目 录摘 要3Abstract4第1章 绪 论51.1 数字多用表的发展概况51.2 设计要求6第2章 8051、8155、0809以及显示器和键盘介绍72.1 8051单片机72.2 ADC0809102.3 带有I/O接口和计时器的静态RAM8155112.3.1 8155的结构112.3.2 8155的引脚功能122.4 发光二极管显示器LED132.5 键盘接口15第3章 数字多用表的系统结构及硬件电路163.1 数字多用表的系统结构163.2 移相变幅电路163.3 输入调理电路17第4章 系统实现及计算公式184.1 输入电路系统硬件部分184.2 数据处理
2、部分184.3 测量电路方案的确定194.4系统硬件总图20第5章 软件设计22第6章 数字多用表的检修与调试方法356.1 检修数字多用表的12种方法356.2 数字多用表的故障分析366.3 数字多用表的调试方法37第7章 结 论38参考文献39致 谢40摘 要 工频数字多用表介绍了数字式工频交流电参数多用表的作用，描述了系统的设计过程，给出了系统的组成框图及各部分的连接图；说明了核心部件数字式电位器AD5242的结构，性能特点；简述了交流采样法的原理及实现过程；对系统的软件设计也进行了叙述，给出了部分软件模块。 工频数字多用表自动测试系统具有速度快、体积小、可靠性高、系统组建灵活方便等特
3、点，是20世纪90年代发展起来的一种新型的自动测试系统平台，它充分融合了计算机软件技术、硬件技术、微电子技术、测试技术发展的最新成果。通过实际硬件电路的设计要学会数字多用表的电路测量、电路调试以及数字多用表的故障分析和调试方法，同时通过数字多用表的电路设计、调试和汇编程序的编写，完成该数字多用表的设计。关键词： 交流参数表, 数字电位器, 交流采样, 单片机AbstractIn this article, the functions of digital alternating current parameter Multi-function meter are introduced. The
4、 system design process is described. The constitute frame diagram and each part on-lines diagram are given. The construction and function characteristics of core digitally controllable variable resistors AD5242 are elucidated. The principle with realized process of AC sampling methods are described
5、in brief. The soft ware design of system is also described. The part soft ware blocks are given.The digital multimeter module automatic test system possesses a lot of advantages, such as small volume, high speed, high reliability, flexibly and conveniently assembling and constructing system and so o
6、n. It is a new type of automatic test system which has been developed in the 1990s. The system has made fully use of the combination of the newest production of computer software, hardware technology, micro-electronic technology. The design that pass the actual hardware electric circuit much want th
7、e academic association arithmetic figure to adjust to try with the electric circuit diagraph, electric circuit of the form and the arithmetic figure uses the breakdown analysis of the form more with adjust to try the method, passing at the same time the arithmetic figure use the electric circuit des
8、ign of the form more and adjust to try with edit collected materials the plait of the procedure writes, completing that arithmetic figure use the design of the form more.Key word: alternating current parameter meter; digitally controllable variable resistors; AC sampling; Digital Multimeter Module第1
9、章 绪 论1.1 数字多用表的发展概况数字万用表亦称数字多用表（Digital MultiMeter），它是大规模集成及计算机技术和数显技术相结合的结晶，问世于60年代。我国数字万用表工业起步较晚，70年代中期从南韩购置DT830、DT890样机和散件仿仿制，生产数量不大，由于外部信息不灵，国内的元器件满足不了要求，加上模具、工艺等方面的差距，发展速度十分缓慢，产品也上不了档次，与国外同类产品相比落后约15年，谈不上有什么基础。对于深圳来讲，数字万用表工业更是从零开始。随着特区的建立，改革开放政策不断深入发展，政策上的开放，加之毗邻港澳地理位置上的优势，信息的灵通便于先进技术的引进，给从事数字
10、万用表事业的专门人材带来了施展才华的良好时机，愿意到深圳来创业。同时也给港澳明智商家以商业灵感，他们引来先进技术、专用元器件到深圳合资办厂。这样就为数字万用表发展创造了一个天时、地利、人和的良好发展条件，从零开始到目前年产850万台数字万用表，出口90多个国家和地区世界称尊的局面。所以说中国数字万用表工业的发展是伴随着深圳数字万用表的发展和深圳经济特区的发展同时起步的。深圳的数字万用表工业飞快发展代表着中国数显仪表工业发展的一个新的里程碑。 19871992年是深圳数字万用表在国内市场开拓时期，也是占领国内市场并获得认可的时期。这时的特点是打下坚实基础，站稳脚跟，发展壮大自己，积累了极其宝贵的
11、资金（深圳数字万用表工业发展全靠企业自身发展）。此时，是胜利公司和华谊公司并驾齐驱共同占有国内市场的局面，每年有10万台产量，销售收入约3000万元人民币，占全国总产量的80%，初步形成全国各大城市的销售网点，建立了分销机构和经营部，有效的把深圳生产的数字万用表推广到全国各地用户手中，使得各行各业都能了解到中国数字表的生产基地是深圳，从而奠定了深圳数字万用表称霸国内的格局。数字多用表在采用单片式微机控制后，功能更加多样化，使用更加方便、可靠、而且准确度大大提高。除测量传统的交/直流电压、交/直流电流、2线/4线电阻等，还可测量频率、周期、电容和电感，还可进行电平（分贝值）测量，可实现自动量程切
12、换，可对测量结果进行统计运算。有的数字多用表还可以在数字显示器下面外加光条显示器，以提高对被测波动变化倾向的判断能力。许多仪器都具有标准接口，可组成自动测试系统，完成单台仪器无法完成的复杂测试任务。1975年，美国锡斯特.唐纳（SYSTEM DONNER）公司率先生产了5 1/2位7115型数字多用表。1977年，英国Solartron公司采用脉冲调宽积分原理生产了7075型7 1/2位数字多用表，其直流电压分辨力为1uv。到了80年代，高性能的数字多用表读数已达到7 1/2位8 1/2位，在分辨力方面，直流电压可达到0.01uv，交流电压可达0.1uv，在24小时稳定性方面直流电压可达到0.
13、6ppm(1281)，交流电压可达到40ppm；在真有效值响应方面，覆盖整个音频范围，波形因数可达5 ：1。其数据处理能力一般包括百分误差、绝对误差、最大值及最小值、峰-峰值、平均值、有效值、方差及标准差等。有的仪器还可以在数日内进行采样间隔可调的自动连续测量及自动存数等。如Solartron公司1983年推出的7081型8 1/2位数字多用表，其直流电压准确度为14ppm，交流电压准确度为360ppm。FLUKE公司推出的8506A型7 1/2位数字多用表，直流电压年准确度为5.6ppm，交流电压年准确度为95ppm。目前，在交流电压测量方面准确度最高的是Fluke公司生产的792和Wave
14、tek公司生产的4920。其中4920交流电压测量准确度为15ppm/2年。在数字多用表方面，Wavetek公司生产的4950多功能传递标准的30天传递稳定性最高；直流电压为1.5ppm，直流电流为7ppm，交流电压为10ppm，交流电流为40ppm，电阻为3ppm。在内附微控制器的控制下，高性能的数字多用表大都采用了自动校准技术，使仪器的准确度进一步得到提高。如上面提到的1281型数字多用表，具有自动校准和自我校准功能。利用自我校准可以减小环境变化和时间推移对仪器性能的影响。而且与之相适应，又出现了商品型精密数字、微机化可控制校准仪。它可实现在一般实验室环境下对6 1/2位到8 1/2位数字
15、多用表进行校准。1.2 设计要求设计并制作一个能同时对一路工频交流电的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字多用表，并通过按键控制实现交流电压、交流电流、有功功率、无功功率在测试过程中的最大值和最小值测量。第2章 8051、8155、0809以及显示器和键盘介绍2.1 8051单片机1 8051单片机是在一块芯片中集成了CPU,RAM,ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O线等一台计算机所需的基本功能部件。单片机内包括下列几个部件：（1）一个8位CPU；（2）一个片内振荡器及时钟电路；（3）4K字节ROM程序存储器；（4）128字节RAM数据存储器；（5）两个16位定时器/计数器；（6）可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的控制电路；（7）32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）；（8）一个可编程全双工串行口；（9）有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构。8051引脚说明：8051单片机采用40条引脚双列直插封装方式。图2-1为引脚排列图。40条引脚说明如下： 图2-1 8051引脚图1. 主电源引脚和，接地。正常操作时为+5V电源。2. 外接晶体引
