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1、阚“先浦学虎HUBEI UMVERSITYOF ECONOMICS湖北经济学院电子设计大赛设计报告课题名称：数字智能万用表指导教师：汪成义王金庭刘光然学生姓名：汪凡夏晶晶张薇学生院系：电子工程系时间：2011 年7月智能数字万用表一设计目的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。3、学会基于M3进行软件设计。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。功能转换 与输入电路A/D转换器单片机键盘与显示 ；.图1智能数字万用表示意图2、要求1、基本要求(1) 31数码显示，最大读数1999。2(2)直
2、流电压量程：、2V、20V,精度为 1个字；输入阻抗10ML(3)交流电压量程：、2V、20V,精度为 2个字(以50 Hz为基准)；输入阻抗方10a；频率响应范围为405000Hz(4)电阻量程：2Q、200 Q 2MQ,精度 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( 的测量功能，即在进行某项测量时，首先通过 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
3、体设计方案1、系统模块图根据题目要求和本系统的设计思想，系统主要包括图2所示的模块：电阻测量电路里 程 自 动 转 换 电 路电测阻被测量输 测直流入kOhm 0.2 k Ohm测交流 交测直流转换电路图2系统模块框2、总体方案分析若被测量为电阻，则须经过电阻测量电路将电阻量转化为直流电压量后才可 以进入量程自动转换电路；若被测量为直流电压，则可以直接进入量程自动转换 电路；若被测量为交流电压，则需要先经过交直流转换电路将交流电压转换为直 流电压后再进入量程自动转换电路。 单片机系统通过对CD4052片A B端的控 制实现量程自动转换。A/D转换电路将测得的模拟量转化为数字量之后通过单片 机系
4、统在液晶显示屏上显示出来。四单元电路设计与计算1、电阻测量电路利用运算放大器采用反相比例运算的方法，将测电阻转化为测电压, 电路图如下：ETDETL-w图3电阻测量电路由反相比例电路可知：Uo=(Rx/500) X5V,可推出Rx=UO0时D1 导通、D2截止 U O1= -2UI当 UIinsMegp TPCZF ：(!：4、A/D转换电路采用MC14433集成芯片MC1443配是一个3 1/2位A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS8拟电路和数字电路。具有外接元件少，输 入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动 极性转换功能。MC1403提
5、供输出可调基准电压Vref ,当输入一个直流电压时, 将进行A/D转换，用单片机来处理 MC14433I勺控制信号。当A/D转换结束时,MC14433勺EOCS唧输出一个高电平脉冲给单片机，单片机进入中断处理程序。单片机对MC14433勺DS1DS进行动态扫描，然后将Q0Q3a行转换之后由LCD 显示。相关理论推导：双积分过程可以由下面的式子表示:V01R1C1t2t1 VxdtR1C1TiV021 t2VREF dtRC1 t1 * *VREF 丁RC1 X因为 VoiV02,故有 Vx9 VrefT1，式中Ti=4000Tcp , T1是定时时间，Tx是变时间，由WG确定斜率，若用时钟脉冲
6、数N来表示时间Tx ,则被测电压就转换成了相应的脉冲数，实现了 A/D转换。R1 g的参数计算:_ VX (max)TR1C1Vc式中 Vc为积分电容上充电电压幅度,Vc =VddVx(max)V, V二,fclk=66kHZ=当 Vx(max)=2V 时，代入式1,可得R1 =480 k ,取标称值470k电路图如下图所示:单片机图8 A/D转换电路VESTEicnI1V1011国CTgDU%CPIOfLPOEOL：江EE五软件设计1、软件设计流程图:开始初始化进入休眠触键唤醒单片机控图9软件设计流程2、程序代码:程序清单#include unsigned long TheSysClock
7、= UL;=1 Busy;WriteNum(bai);WriteNum(shi);WriteNum(ge);WriteData(v);WriteNum(n);WriteNum(c);WriteNum(d);WriteData(v);/ 定义电阻显示void dianzu_judge_display()unsigned char qian=0,bai=0,shi=0,ge=0;unsigned char m,n,c,d,dianzu ;if(a3&0x08)=0x08)qian=0;elseqian=1;bai=a2;shi=a1;ge=a0;dianzu=(qian*1000+bai*100+
8、shi*10+ge )/10 ;m=dianzu/1000;n=(dianzu-m*1000)/100 ;c=(dianzu-m*1000-n*100)/10 ;d=dianzu%10 ;WriteCommand(0x85);WriteNum(m);WriteNum(n);WriteNum(c);WriteNum(d);/WriteData() ;void GPIO_Port_B_ISR(void)unsigned long ulStatus;ulStatus=GPIOPinIntStatus(READDATA_PORT,true);GPIOPinIntClear(READDATA_PORT,
9、ulStatus);if(ulStatus&INT)while(!(flag0=1)&(flag1=1)&(flag2=1)&(flag3=1)scan();GPIOPinWrite(READDATA_PORT,LED,0xff);flag0=0;flag1=0;flag2=0;flag3=0;程序清单#include #include #define SysCtlPeriClkGating SysCtlPeripheralClockGating#define SysCtlPeriSlpEnable SysCtlPeripheralSleepEnable#define LED_PERIPH S
10、YSCTL_PERIPH_GPIOA#define LED_PORT GPIO_PORTA_BASE#define LED_PIN GPIO_PIN_0/定义 KEY#define KEY_PERIPH SYSCTL_PERIPH_GPIOD#define KEY_PORT GPIO_PORTD_BASE#define KEY_PIN GPIO_PIN_7 void keyInit(void)SysCtlPeriEnable(KEY_PERIPH);GPIOPinTypeIn(KEY_PORT, KEY_PIN);GPIOIntTypeSet(KEY_PORT, KEY_PIN, GPIO_L
11、OW_LEVEL);GPIOPinIntEnable(KEY_PORT, KEY_PIN);IntEnable(INT_GPIOD);IntMasterEnable( );/ 定义睡眠程序void sleep (void)jtagWait( );clockInit( );keyInit( );SysCtlPeriEnable(LED_PERIPH);GPIOPinTypeOut(LED_PORT, LED_PIN);GPIOPinWrite(LED_PORT, LED_PIN, 0x00);SysCtlDelay(2500 * (TheSysClock / 3000);SysCtlPeriClkGating(true);SysCtlPeriSlpEnable(KEY_PERIPH);for (;)GPIOPinWrite(LED_PORT, LED_PIN,0xff);SysCtlSleep( );GPIOPinWrite(LED_PORT, LED_PIN, 0x00);SysCtlDelay(2500 * (TheSysClock / 3000)
