数字电压表的设计实验报告

数字电压表的设计毕业论文

数字电压表的设计

摘要：

本文主要介绍了数字电压表的设计。首先介绍了数字电压表的基本原理和功能，然后详细讲解了数字电压表的硬件设计和软件设计。硬件设计包括电路设计和元器件选择，软件设计包括程序设计和界面设计。最后对数字电压表进行了实验验证，并总结了设计过程中的经验和教训。

1. 引言

数字电压表是一种常用的电子测量仪器，广泛应用于工业控制、科研实验和电子维修等领域。本文将介绍一种基于单片机的数字电压表的设计方案。

2. 基本原理和功能

数字电压表的基本原理是通过采集电压信号并将其转换成数字信号，然后通过显示器显示出来。数字电压表的功能包括测量电压值、显示电压值、单位切换、数据保存等。

3. 硬件设计

3.1 电路设计

数字电压表的电路设计主要包括信号采集电路、信号转换电路和显示电路。信号采集电路负责将待测电压信号转换成电压信号，信号转换电路负责将电压信号转换成数字信号，显示电路负责将数字信号显示出来。

3.2 元器件选择

在数字电压表的设计中，元器件的选择非常重要。需要选择合适的电阻、电容、集成电路等元器件，以确保电路的稳定性和精确度。 4. 软件设计

4.1 程序设计

数字电压表的程序设计主要包括信号采集程序、信号转换程序和显示程序。信号采集程序负责采集电压信号，信号转换程序负责将电压信号转换成数字信号，显示程序负责将数字信号显示出来。

4.2 界面设计

数字电压表的界面设计主要包括显示界面和操作界面。显示界面负责将数字信号以合适的格式显示出来，操作界面负责提供操作按钮和设置选项。

5. 实验验证

为了验证数字电压表的设计方案的准确性和可靠性，进行了一系列实验。实验结果表明，设计方案能够准确测量电压值并显示出来。

6. 经验总结

在数字电压表的设计过程中，我们遇到了一些问题和挑战。通过实践和总结，我们得出了一些经验和教训。例如，在硬件设计中，需要注意电路的稳定性和精确度；在软件设计中，需要考虑程序的效率和界面的友好性。

数字万用表设计性实验

赵龙宇 PB06005068

一、 实验目的

1. 掌握数字万用表的工作原理、组成和特性

2. 掌握数字万用表的校准方法和使用方法

3. 掌握分压及分流电路的连接和计算

4. 了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用

二、 实验仪器

1. DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪 一台

2. 三位半或四位半数字万用表 一台

三、 实验原理

1. 数字万用表的特性

与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性：

⑴ 高准确度和高分辨力

三位半数字式电压表头的准确度为±0.5％，四位半的表头可达±0.03％，而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5％。

分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏度。通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV、电流（指电流强度，下同）0.1μA、电阻0.1Ω，远高于一般的指针式万用表。

⑵ 电压表具有高的输入阻抗

电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。

三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10MΩ，四位半的则大于100MΩ。而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20～100kΩ/V。

⑶ 测量速率快

数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于A/D转换的速率。三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2～4次，高的可达每秒几十次。

⑷ 自动判别极性

指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打，极易损坏。而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。 .

；1 ⑸ 全部测量实现数字式直读

指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有挡进行直接读数，需要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。特别是电阻挡的刻度，既反向读数（由大到小）又是非线性刻度，还要考虑挡的倍乘。而数字万用表则没有这些问题，换挡时小数点自动显示，所有测量挡都可以直接读数，不用换算、倍乘。

数字电压表设计

电子线路硬件课程设计总结报告

课题：数字电压表设计

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摘要

一个测试结果稳定、准确的数字电压表，既能减少了使用者的工作量，又提高了测量的精准度，而且人为误差被大大减小，方便与电路打交道的人快速有效的完成自己的工作。

本项目设计并实现了一个能够对0-200V范围的直流电压进行测量的数字电压表，测量分为4挡：200mV、2V、20V和200V，手动控制档位选择，显示部分小数点自动实现切换。项目基于AT89C51单片机，拓展AD转换、显示部分。不同档位的待测电压通过不同档位的衰减电路后变为0-200mV，再通过一个OPA336一致放大到0-2V送入AD的输入端，然后通过芯片AT89C51内的程序控制AD转换并输出。不同档位的电压信号又不同的程序控制输出到数码管显示。

整个电路连线简单易于实现，而且成本很低，测出的电压精度也足够满足需求。

关键字：数字电压表； AT89C51单片机；易于实现

Abstract

A digital voltmeter which is stable and accurate can not only

reduce the work of the user, but also free off the error produced

by using wrong. It is convenient to people who work with the

circuit.

This voltmeter is designed to measure a voltage between 0

to 200. It’s divided into four gears as 200 millivolt, 2 volt, 20volt,

and 200volt. Gears changing is worked by hang. The project is base on the chip AT89C51 of one-chip computer. An analog to

实验名称: 数字万用表设计性实验讲义

实验目的:

掌握数字万用表的工作原理、组成和特性

掌握数字万用表的校准方法和使用方法

掌握分压及分流电路的连接和计算

了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用

实验原理:

1数字万用表的组成

2设计组装多量程直流电压表

采用串联电阻分压得原理,将最大电压为200mv的表头量程扩大.

其中20V量程缩放比例为

34512345100k0.0110MRRRRRRRR

这样,就扩大了量程.

数字显示屏（LED或液模数转换，译码驱动 基准电压 小数点驱动

（配合被测量与量过压过流保过压过流保分档电阻（量程转换）

分压器（量程转换）

分流器（量程转换） 交流直流变换器

（放大、整流、滤直流

被测量

输 入 交流 VREF

电流 电压 电阻 VIN

2000V 数 字

电压表

1k 9k 90k 900k 9M

R5 R4 R3 R2 R1 Ui 200mV

2V

200V 20V IN+

IN－ 2设计组装多量程交流电压表

因为是测量交流电压,所以在测量直流电压的基础之上加入AC-DC整流滤波电路.测量的是交流电压的有效值.

其他测量电路与直流电压测量电路相同

试验记录

实验一

制作多量程直流数字电压表并作校准曲线

实验步骤

1连接小数点与对应量程相连

2连接参考电压

3连接分压电路

4调节电位器,输出150~200 mv的电压(0.5mV误差),使组装表与标准表对同一电压显示相同.

5校准测量,与记录及校准曲线的绘制

组装表 mV 20.7 40.0 59.9 80.3 100.1 120.2 140.0 160.3 180.7

标准表 mV 20.77 40.04 59.89 80.29 100.00 120.15 139.89 160.21

180.63

差值 mV 0.1 0 0 0 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1