数字交流毫伏表的设计与制作

智能数字交流毫伏表的设计与实现张玘，周婷婷，扈啸(国防科学技术大学三院，湖南长沙410073)摘要：本文介绍了一种基于单片机和测量电压真有效值方案设计的智能数字交流毫伏表。

它能精确测量任意波形的低频模拟周期信号并同时显示其有效值和分贝值。

具有智能量程转换功能。

关键词：单片机数字毫伏表真有效值智能量程转换The Design and Realization of Intelligent Digital ACMillivoltmeterZhang Qi, Zhou Tingting, Hu Xiao(National University of Defense Technology Department Three, Hunan Changsha 410073) Abstract：This paper introduces a kind of Intelligent Digital AC Millivoltmeter that is based on the Signal-chip Microcomputer and the design of voltage’s real virtual value measuring. It not only can measure discretionary low-frequency analog signals exactly, but also can show their virtual values and decibels synchronously, which has the intelligent selectiveness of measure. Key words：Signal-chip Microcomputer Digital Millivoltmeter Real Virtual Value Intelligent Selectiveness of Measure1. 引言在电气测量中，电压是一个很重要的参数。

DIY毫伏表本帖最后由数电menmenchaig 于 2012-10-19 09:45 编辑《青年扩⾳机制作》吴劲功　⼀般万⽤表的交流电压档只能测量1伏以上的交流电压，⽽且测量交流电压的频率⼀般不超过1⼲赫。

这⼀节介绍的毫伏表，测量的最⼩量程是10毫伏，测量电压的频率可以由50赫到100千赫，是测量⾳频放⼤电路必备的仪表之⼀。

毫伏表使⽤三个普通晶体管、⼀块100微安表头和⼀些其他元件，电路简单，制作容易。

　⼀、电路说明　毫伏表的电路见图7—17。

被测信号电压从接线柱输⼊到毫伏表中， Rl～R18组成的衰减器是为适应不同量程⽽设置的。

10毫伏档不经衰减直接输⼊，也就是毫伏表的最⾼灵敏度是10毫伏。

R19是为提⾼输⼊阻抗⽽设置的。

D1、D2是为防⽌输⼊电压过⼤，使BGl的召B～E结被击穿⽽设置的。

BG1～BG3组成三级阻容耦合⾳频放⼤器。

由BG2集电极经过C5、R29、W到BGl发射极引⼊的负反馈有稳定增益、减⼩放⼤器失真的作⽤，调整W可以调整毫伏表的灵敏度。

BG3发射极的电阻R33起到稳定整机增益的作⽤，C3是为防⽌⾃激⽽设置的。

⽤BG3集电极输出放⼤的⾳频信号，经过C9隔直流，R35限流， D4～D7整流，变成直流电，推动表头CB 指针偏转。

毫伏表的电源电压⾼低直接影响灵敏度，所以这台毫伏表采⽤7．5伏(5节⼿电池)电源供电，经过R36限流、D3稳压，得到6伏直流电，供放⼤器使⽤。

图7－17印板图　⼆、部分元件选⽤和制作 1．晶体三极管。

BGl～BGa都选⽤⼩功率硅NPN型三极管，如3DG6，3DG201～202、3DG4、3DG8等都可以。

β值在50～120都可以。

2．晶体⼆极管。

D1、D2选⽤⼀般硅整流⼆极管都可以，如2CZ82A(2CPl0)等，也可以⽤⼩功率硅管的B～E结代⽤。

D3选⽤稳定电压是6伏的稳压管，如2CW54(2CWl3)或2DW230～236(2DW7A～C)都可以。

D4～D7选⽤锗检波⼆极管，如2AP9，或2APl～2AP8都可以。

可测频率的数字交流毫伏表设计摘要本设计是基于AD637电路的交流数字毫伏表电路设计。

该毫伏表是基于真有效值转换(True RMS-to-DC Converter)技术，以真有效值转换集成芯片AD637为核心，以微控制器（MCU）为量程转换控制，以高精确度10位分辨率串行A/D转换器为模数转换，通过LCD显示，并辅以必要的外围电路设计而成。

数字交流毫伏表系统主要由MCU控制模块、程控放大器模块、真有效值转换模块、频率测量模块、电压数字显示模块等组成，并且能够根据实际交流电压输入完成相应的量程转换功能，同时使用LCD显示测试电压值。

该电路采用TLC1594高精度串行A/D转换电路，测量范围在Vpp为0-10伏的交流信号，用LCD液晶显示。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了电路的基本原理，89C51最小系统的特点，TLC1594的功能和应用，LCD1602的功能和应用。

该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。

关键词真有效值数字显示频率测量TLC1594 A/D转换器引言数字电压表(数字面板表)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工具，有关数字电压表的书籍和应用已经非常普及了。

在电气测量过程中，电压是一个很重要的技术参数。

如何准确地测量模拟信号的电压有效值，一直是电测仪器研究的内容之一。

目前，低精度交流数字毫伏表大多采用平均值原理，只能测量不失真正弦信号的有效值，故受到波形失真度的限制而影响测量精确度和使用范围。

真有效值数字仪表可以测量在任何复杂波形而不必考虑波形种类和失真度的特点以及测量精确度高、频带范围宽、响应速度快的特点而得到广泛应用[1]。

在真有效值数字电压表设计中，提高系统的测量精确度、稳定性、改善线性、提高频率响应特性是本设计中的关键。

数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。

和以往的仪器、仪表有所不同的是该设计具有智能调挡功能，它是基于单片机为基础的智能化仪表，是单片机应用领域中的又一个新的亮点。

数字交流毫伏表的设计毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录1．引言 (6)2. 设计工具的简介 (7)2.1 主要设计工具的介绍 (7)2.1.1 PROTEL99简介 (7)2.1.2 绘制PCB时的注意事项 (7)3. 工作原理 (9)3.1一般数字电压表的基本工作原理 (9)3.2 本设计数字电压表的工作原理 (9)3.3 单元电路的原理及设计 (10)3.3.1 输入通道的设计 (10)3.3.2 反相放大器的设计 (11)3.3.3 AC/DC转换部分的设计 (12)3.3.4 量程自动转换电路的设计 (14)4. 整机的组装和调试 (22)4.1 整机的组装 (22)4.2 调试 (22)4.3 校验 (22)4.4 改进方案 (23)结论 (24)心得体会 (24)致谢 (25)参考文献 (25)附录A (27)附录B (29)1 引言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量。

其中，电压量的测量最为经常。

而且随着电子技术的发展，更需要测量弱电的电压，所以毫伏电压表就成为一种必不可少的测量仪器。

另外，由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度和分辨率高、测量速度快等特点而倍受用户青睐，数字式交流毫伏表就是基于这种需求而发展起来的。

随着电子技术的不断发展，电子仪器的发展也是令人瞩目的。

总的来说，电子仪器有两个方向的发展趋势：一是向多功能、多参数、高精度、高速度方面发展，另一个是向实用化、小型化、数字化、廉价的通用或单一用途方面发展。

对于数字式电压表来说，一方面趋向于合并于数字式万用表中，另一方面趋向于使用方便、小型廉价的单一用途电压表。

本文所研制的数字式交流毫伏表的显著特点是测量范围宽，可测电压范围为500V以下，最大分辨率为0.01mV，且可以实现量程自动转换，操作简单，使用方便。

该电压表还具有在—定的测量范围内将量程自动选择在最佳位置的功能，从而可以快速、方便、准确地测量电压。

目录摘要 (I)Abstract ............................................ 错误!未定义书签。

第一章引言 . (1)第二章系统设计思想 (2)2.1测量方案 (2)2.2 输出部分中各模块的方案选择 (2)2.3 最终整体方案设计 (2)2.4 总体设计方案 (3)第三章系统的硬件设计 (5)3.1 系统硬件的主要组成部分与理论分析计算 (5)3.1.1系统硬件部分 (5)3.1.2理论分析与公式计算 (5)3.2 系统各模块单元的理论分析与实际电路设计 (6)3.2.1测量部分 (6)3.2.2输出部分 (9)3.2.3毫伏表的基本电路部分 (14)3.2.4稳压电源部分电路设计 (14)第四章系统的软件设计 (16)4.1主流程图 (16)4.2软件子流程图 (17)4.2.1测量部分 (17)4.2.2输出部分软件流程图 (18)第五章调试（系统测试）过程 (19)5.1测试仪器与设备 (19)5.2 测试过程 (19)5.2.1分模块调试： (19)5.2.2整机系统调试： (19)5.3结果分析 (19)总结 (21)结束语 .............................................. 错误!未定义书签。

参考文献 (23)简易数字交流毫伏表设计摘要本系统分电压测量和信号产生输出两大部分，电压测量部分以模拟电路为主，配合放大模块、A/D转化模块、显示模块；通过凌阳单片机进行数据处理，在误差允许范围内显示测量电压值。

信号产生以直接数字式频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis,简称DDS或DDFS)为核心，经过AT89S52对DDS芯片内部进行控制，使之输出标准正弦波形，利用编程实现频率预置、步进，达到电压输出频率的可调节步进。

通过调试与测量完成了题目的基本部分和全部发挥部分的要求并有自己的创新。

电气测量技术课程设计题目：交流电压表设计学院：电气信息工程学院专业班级：电气工程及其自动化1623 姓名：黄铭（201650712326）完成时间：2017年5月26目录引言 (2)1 测量原理及系统结构 (3)2 硬件电路设计 (4)2.1 A/D转换模块 (4)2.2 单片机系统 (5)2.2.1 AT89C51性能和功能 (5)2.3 复位电路和时钟电路 (6)2.3.1 复位电路设计 (6)2.3.2 时钟电路设计 (6)2.4 LED显示系统设计 (7)2.4.1 LED显示器的选择 (7)2.4.2 LED显示器与单片机接口设计 (8)2.5 总体电路设计 (8)3 软件设计 (10)3.1 程序设计总方案 (10)3.2 系统子程序设计 (10)3.2.1 初始化程序 (10)3.2.2 A/D转换子程序 (10)3.2.3 显示子程序 (11)4 仿真调试及测试结果 (12)4.1 软件调试 (12)4.2 显示结果及误差分析 (12)4.2.1 显示结果 (12)4.2.2 误差分析 (14)结论 (15)参考文献 (16)引言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。

而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。

数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、测量速度快等特而得到广泛应用。

传统的指针式刻度电压表功能单一，进度低，容易引起视差和视觉疲劳，因而不能满足数字化时代的需要。

采用单片机的数字电压表，将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式并加以显示，从而精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC实时通信。

数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。

以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表。

自制毫伏表、ESR表、电池内阻仪一体机在测量电解电容器的ESR和电池内阻时都要用到毫伏表，在“简易电池内阻测试仪制作”一文中是利用了数字万用表的200毫伏档来进行测量的。

本文介绍一种容易制作的把毫伏表、ESR表、电池内阻、毫欧级电阻、整流二极管的高频性能测量组合在一起的一个多功能仪表，该表电路简单、实用，业余爱好者不妨一试。

一、电路介绍毫伏表可以用来单独测量毫伏级的交流信号也是ESR表和电池内阻测量时的显示器。

所以毫伏表的优劣是一体机制作的关键。

自制毫伏表电路要求：一是低电源电压，本文采用的是一块手机上的聚合物锂电池供电；由于集成电路的供电电压一般都在4V以上，有的要正负双电源，而且一般的运放如358在100千赫工作时性能不佳，所以本文采用三个三极管制作毫伏表，用50uA指针式表头作输出指示。

看图：毫伏表测量电路特点：1、低电压供电，毫伏表部分只有几毫安的工作电流，功耗极低。

2、由于3个三极管直接耦合并且有深度的直流负反馈，直流工作点非常稳定。

3、由于是直接耦合，减少了耦合电容，带宽可达几百千赫。

4、由R14来调整交流负反馈，满足中高端指示线性要求。

5、（红圈A）增加一个可调电阻给整流二极管一个起始电流，改善指针在起始端的线性度（表头机械0位和输入短路0位不重叠）。

6、毫伏表由于非常灵敏，有一点小信号指针就会打到底，弄不好指针会打坏，轻者指针打弯；重者表头就报废了。

（红圈B）增加5K 可调电阻R16和一个4148二极管，调整可调电阻使其在指针碰到阻挡块时二极管导通泄流，而不影响有刻度盘面的指示，其功能是防止表头过载。

7、由于该电路输入阻抗在70千欧左右，被测量器件的阻抗小，所以没有用高阻抗输入电路，只用了个20K的带开关电位器来调节输入灵敏度（后来改成10倍率波段开关），开关可以用来关闭电源。

在覆铜板上用刀刻线路，贴片元件安装非常方便。

如图：ESR测试和内阻测试信号源电路特点：1、采用廉价易得的555集成块。

交流数字电压表设计实例专业（年级、班）设计人指导教师辅导教师2009 年01 月01 日（设计结束日）交流数字电压表学号：姓名：班级：一、实验目的1、了解硬件平台的各个模块及其作用；2、能运用硬件平台上的各个模块完成各项设计；3、能熟练运用keil软件进行编程设计。

二、实验内容在所给硬件平台的基础上，并利用keil软件完成一个交流数字电压表。

主要由检测、显示、档位和A/D、单片机灯组成要求：①用4位数码管实时显示被测量交流电压的峰值，单位为V②测量范围：0～1999V③测量误差不超过15％④用4各按键选择档位三、硬件设计电路图为：AC－DC转换电路AD转换数码管显示检测电路按键电路：四、软件设计#include <reg52.h>#include <intrins.h>#include <string.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define Busy 0x80 Busy #define LCM_Data P0 #define LCM_RS P2_7#define LCM_RW P2_6#define LCM_E P2_5#define ALE P2_4#define START P3_2#define OE P2_3#define EOC P3_3#define A P2_0#define B P2_1#define C P2_2sbit P3_6=P3^6;sbit P3_5=P3^5;sbit P3_4=P3^4;sbit P3_2=P3^2;sbit P3_3=P3^3;sbit P2_5=P2^5;sbit P2_6=P2^6;sbit P2_4=P2^4;sbit P2_0=P2^0;sbit P2_1=P2^1;sbit P2_2=P2^2;sbit P2_3=P2^3;sbit P2_7=P2^7;uchar data ad;char ch=0;float volt;uchar data NDIG;uchar X,Y;bit key1=0,key2=0;uchar code W[] = " good luck ";uchar code hhuc[]="this is micheal";uchar code tongdao[]="tongdao : ";uchar code danwei[]=" v ";void delayms(uint n);void WriteDataLCM(uchar WDLCM);void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,uBuysC);void CheckBusy_LCM(void);void LCMInit(void);void DisplayOneChar(uchar X, uchar Y, uchar DData); void DisplayListChar(uchar X,uchar Y, uchar *DData); void disp(uchar xx, uchar yy,float canshu);void nextp(void);void WriteDataLCM(uchar WDLCM){CheckBusy_LCM();LCM_RS = 1;LCM_RW = 0;LCM_Data = WDLCM;LCM_E = 1;_nop_();_nop_();_nop_();LCM_E = 0;}void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,bit BuysC) {if (BuysC) CheckBusy_LCM();LCM_RS = 0;LCM_RW = 0;LCM_Data = WCLCM;LCM_E = 1;LCM_E = 1;_nop_();_nop_();_nop_();LCM_E = 0;}void CheckBusy_LCM(void){LCM_Data = 0x0FF;LCM_E = 1;LCM_RS = 0;LCM_RW = 1;_nop_();_nop_();_nop_();while (LCM_Data & Busy);LCM_E = 0;}void LCMInit(void){WriteCommandLCM(0x38,0);delayms(5);WriteCommandLCM(0x38,0);delayms(5);WriteCommandLCM(0x38,0);delayms(5);WriteCommandLCM(0x38,1);delayms(5);WriteCommandLCM(0x08,1);delayms(5);WriteCommandLCM(0x01,1);delayms(5);WriteCommandLCM(0x06,1);delayms(5);WriteCommandLCM(0x0C,1); delayms(5);}void DisplayOneChar(uchar X, uchar Y, uchar DData) {Y &= 0x01;X &= 0x0F;if (Y) X |= 0x40;X |= 0x80;WriteCommandLCM(X, 1);WriteDataLCM(DData);}void DisplayListChar(uchar X, uchar Y, uchar *DData) {uchar ListLength;ListLength = 0;Y &= 0x01;X &= 0x0F;while (X<NDIG){DisplayOneChar(X, Y, DData[ListLength]); ListLength++;X++;}}void delayms(uint n){for(n=125*n;n;n--);}void read_ad(uchar port){switch(port){case 0:A=0;B=0;C=0;break;case 1:A=1;B=0;C=0;break;case 2:A=0;B=1;C=0;break;case 3:A=1;B=1;C=0;break;case 4:A=0;B=0;C=1;break;case 5:A=1;B=0;C=1;break;case 6:A=0;B=1;C=1;break;case 7:A=1;B=1;C=1;break;default:break;}OE=0;ALE=0;START=0;ALE=1;START=1;ALE=0;START=0;while(!EOC);OE=1;P0=0x0ff;ad=0xff&P1;OE=0;volt=(ad/255.0)*5;}void nextp(void){X+=1;if(X==16){ X=0;Y+=1;}if(Y==2){Y=0;}}void disp(uchar xx, uchar yy,float canshu){uint b1,b2;float d;uint bb;bit flag=0;X=xx;Y=yy;b2=(uint)canshu;b1=b2;bb=b1+'0';DisplayOneChar(X,Y,bb);nextp();DisplayOneChar(X,Y,'.');nextp();d=canshu-b2;bb=(uint)(d*10)+'0';DisplayOneChar(X,Y,bb);nextp();bb=(uint)(d*100)+'0';DisplayOneChar(X,Y,bb);nextp();}void key_scan(void){uint i;if(P3_5==0){for(i=5000;i>0;i--);if(P3_5==0)key1=1;while(!P3_5);} if(P3_6==0){for(i=5000;i>0;i--);if(P3_6==0)key2=1;while(!P3_6);} }void key_Process(void){if(key1){ch++;key1=0;}if(key2){ch--;key2=0;}if(ch>7)ch=0;if(ch<0)ch=7;DisplayOneChar(7,0,'0'+ch);}void main(void){uchar j;LCMInit();NDIG=strlen(W);DisplayListChar(0, 0, W);NDIG=strlen(hhuc);DisplayListChar(0, 1, hhuc);for(j=30;j>0;j--){delayms(20);}WriteCommandLCM(0x01,1);NDIG=strlen(tongdao);DisplayListChar(0, 0, tongdao);NDIG=strlen(danwei);DisplayListChar(0, 1, danwei);while(1){key_scan();key_Process();read_ad(ch);disp(10, 1,volt);}}。

基于stm32的数字交流毫伏表的设计与实现
随着电子技术的快速发展，数字交流毫伏表在电力系统、电子仪器仪表以及工业自动化等领域得到了广泛应用。

本文将介绍基于STM32微控制器的数字交流毫伏表的设计与实现。

首先，数字交流毫伏表的设计需要考虑到测量范围、精度和稳定性等因素。

通过使用STM32微控制器，我们可以轻松实现高精度的电压测量，并且可以根据具体需求选择合适的ADC（模数转换器）分辨率和采样速率。

在硬件设计方面，我们可以采用STM32微控制器作为核心处理器，并通过外部电路连接到待测电路。

在输入端，可以利用电压分压电路将待测电压降低到微控制器可接受的范围内。

同时，为了提高测量精度和稳定性，可以在输入端加入滤波电路和放大电路，以减小噪声干扰和增强信号强度。

在软件设计方面，我们可以利用STM32开发板上的嵌入式软件开发工具进行程序编写。

首先，需要编写ADC的初始化代码，配置采样速率和分辨率。

然后，通过读取ADC的值来获取待测电压的模拟量表示。

接下来，可以通过数值计算和数据处理来将模拟量转换为数字量，并进行格式化输出。

除了基本的电压测量功能，数字交流毫伏表还可以通过添加LCD显示屏和按键等外设，实现更多的功能。

例如，可以实现电压波形的实时显示和存储、最大值和最小值的记录、报警功能等。

在实现过程中，需要进行实际测量和校准，以确保测量结果的准确性。

可以通过与标准电压源进行比对，对数字交流毫伏表进行校准和调整。

综上所述，基于STM32微控制器的数字交流毫伏表具有高精度、稳定性和易扩展性等优点。

它在电力系统监控、电子测试仪器和实验室等领域有着广泛的应用前景。

自制毫伏表毫伏表是一种可以测量微弱信号的交流电压表，是无线电制作中的常用仪表之一。

本文介绍一款适合业余自制的毫伏表，由于在电路设计上采用了运算放大器，因此具有灵敏度高、测量电压范围宽、频带宽、输入阻抗高的特点，并且制作容易、调试简单。

该毫伏表的主要技术性能如下：①测量交流电压范围：0.1mV～300V，共分11档量程，即：3、10、30、100、300mV，l、3、10、30、100、300V档；②被测电压频率范围；20Hz～100kHz；③输入阻抗：1MΩ；④测量误差：土3％以内。

一、电路原理与特点毫伏表电路图见图1，图2是其方框图。

被测信号由X端输入，经分压器(1)分压得到适当范围的电压送入电压跟随器IC—l。

由于集成运放电压跟随器具有输入阻抗极高、输出阻抗极低的特点，所以接上后面的分压器(2)和放大器后，仍可保证整个毫伏表具有高输入阻抗的特点。

IC—l的输出信号经分压器(2)再次分压后送到放大器进行放大。

Sl—l与S1—2是同轴联动转换开关，分压器(1)与(2)组合分压的结果，便实现了量程转换，因此Sl即为量程选择开关。

集成运放IC-2和IC-3组成两级反相输入宽频带放大器，每级电压放大倍数20倍(26dB)，两级共放大400倍(52dB)，这样设计的目的是为了展宽放大器的频带。

放大后的信号电压送往整流指示电路。

整流指示电路包括整流器和表头。

集成运放1C－4、二极管VDl～4等组成一个精密全波整流器，整流桥VDl～4接在集成运放的反馈回路中，直流微安表头PA接在整流桥的对角线上。

被测电压正或负半周时，表头PA中的电流方向始终不变，为全波整流电流，其值大小仅与被测电压和电阻(R16+RPl)的阻值有关，而与反馈回路的电压无关，即表头内阻和整流二极管的非线性都不会影响测量精度，即使温度引起的二极管特性的变化也不会影响表头指示值，且表面刻度为线性均匀刻度。

二、元器件选择集成运算放大器1C选用LM324，这是一种常用通用型四运放电路。

毕业设计说明书数字式交流毫伏表电路的设计专业电气工程及其自动化学生姓名姜晓天班级BM电气082学号0851402211指导教师成开友完成日期2012年5月22日数字式交流毫伏表电路的设计摘要：当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会。

数字集成电路本身在不断地进行更新换代。

它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路，发展到超大规模集成电路(VLSIC)以及许多具有特定功能的专用集成电路。

本文设计的电路分为模拟和数字两个部分，具有量程自动转换功能。

输入信号经过输入通道进入放大器部分，经过放大后，由AC/DC转换电路转换为与交流电压有效值相等的直流电压。

该直流电压经过V/F转换电路输出相应的频率量，然后计数器部分在秒脉冲的控制下进行技术测量，最后显示出读数，从而完成电压的测量。

本文所设计的数字式交流毫伏表的显著特点是测量范围宽，可测范围在500V 以下，最大分辨率为0.01mV，且可以实现量程自动转换，操作简单，使用方便。

电压表还具有在一定测量范围内自动选择量程的功能，从而可以快速，方便，准确地测量电压。

关键词：A/D转换；V/F转换；量程自动转换；计数器Digital AC millivoltmeter circuit designAbstract:Today's society is the digital society , the society of a wide range of applications of digital integrated circuits . Digital integrated circuits constantly upgrading . By the early tubes, transistors , small - scale integrated circuits developed to ultra - LSI ( VLSIC ) as well as many ASIC has a specific function .In this paper, the design of the circuit is divided into analog and digital two parts , with a range automatic conversion . After the input channel , the input signal into the amplifier section, after amplification by AC / DC converter circuit to convert the DC voltage equal to the AC voltage rms . The output frequency of the DC voltage conversion circuit through the V / F , then the counter part of the second pulse control techniques to measure , and finally show the reading , thus completing the measurement of the voltage .Designed digital AC millivoltmeter notable feature is the wide measuring range can be measured in the range below 500V , the maximum resolution of 0.01mV , and can realize automatic range conversion , simple operation, easy to use . The voltmeter also has automatically selected range in a certain measuring range of functions , which can be fast , convenient and accurate measurement of voltage .Key Words: A / D converter ; V / F conversion ; automatic conversion range ; counter盐城工学院本科生毕业设计说明书( 2012)目录1.概述 (1)2. 设计总体方案 (2)3.模拟部分设计 (2)3.1 输入通道的设计 (2)3.2 反相放大器的设计 (3)3.3A/D 转换部分的设计 (4)4.量程自动转换电路的设计 (6)4.1 模拟比较器 (6)4.2 量程寄存器 (8)4.3 量程开关 (10)4.4 译码器 (11)5. 数字部分 (15)5.1 V/F转换器AD650 (15)5.2 计数器74LS90 (17)5.3 锁存器74LS273 (18)5.4 秒脉冲发生器 (19)5.4 控制电路 (21)6. 译码显示部分 (23)7. 电源部分 (24)8. 结束语 (26)致谢 (27)附录 (29)附录1：程序清单 ............................................................................................... 错误！未定义书签。

本设计以AT89C52为核心，以液晶显示作为人机交互界面，用两大组继电器来控制电路状态，实现参数的自动测量和输出频率的转换。

设计分为电压测量部分和输出信号发生两部分，其中电压测量部分包括衰减及放大、真有效值直流（RMS-DC）变换、12位A/D转换等三个主要组成部分；输出信号发生部分由12为D/A转换、精密电路发生器MAX038、频率反馈调节、幅值调节等四部分组成。

衰减及放大用精密的电阻和运放实现，采用AD736真有效值转换芯片。

为了提高测量的精度，采用了美信的12位数模和模数转换芯片。

精密电路发生器MAX038很好的解决了输出信号发生这部分的难题，可靠经济地实现了设计要求。

我选择有单片机控制信号频率的输出，实现频率的预置，电压误差小，波形非常完美。

关键词：AT89C52核心控制，AD736真有效值转换，电压测量，输出信号发生The design AT89C52 as the core, liquid crystal display as a man-machine interface, a remote control button options. Design is divided into parts and measuring the output voltage signal of two parts, which includes attenuation and voltage measurement part of the amplification, RMS DC (RMS-DC) conversion, 12-bit A / D conversion of three main components; part of the output signal from 12 to D / A converter, precision circuit generator MAX038, frequency of feedback regulation, adjust the amplitude of the four components. Attenuation and amplification with precision resistors and op amp to achieve, by AD736 RMS converter chip. In order to improve the accuracy of measurement, using letters of the 12 U.S. median mode and analog-digital conversion chip. Precision Circuit Generator MAX038 good output signal to resolve this part of the problem, reliable and economic way to achieve the design requirements. I chose a single chip frequency control signal output, to achieve the preset frequency, voltage error is small, perfect wave.Key words: At89c52 core control, Ad736 true rms conversion, V oltage measurement, The output signal目录前言 (1)1 系统设计部分 (1)1.1 任务 (1)1.2 要求 (1)1.2.1 基本要求 (1)1.2.2 发挥部分 (2)2 方案比较、设计与论证 (3)2.1 总体、测量以及信号输出方案的设计、比较和论证 (3)2.1.1 测量电路部分方案 (3)2.1.2 输出信号部分方案 (5)2.1.3 稳压电源 (6)2.2 测量及信号电路各子模块设计、比较和论证 (7)2.2.1 放大衰减部分 (7)2.2.2 信号采集部分 (7)2.2.3 单片机最小系统 (8)2.2.4 显示部分 (8)2.2.5 信号输出 (9)2.2.6 自动量程转换和保护电路 (10)3 设计中所用的主要元器件简介 (12)3.1 控制核心AT89C52 (12)3.2真有效值直流转换器AD637 (14)3.3 12位串行AD转换芯片MAX187 (16)3.4 12位串行DA转换芯片MAX5352 (18)3.5 波形发生芯片MAX038 (19)4 理论分析与计算 (22)4.1 电压测量部分 (22)4.1.1 放大与衰减部分 (22)4.1.2 真有效值的转换 (22)4.2 信号发生部分 (23)5 测量方法与仪器 (25)6 测试数据及测试结果分析 (26)6.1 数据测量 (26)6.1.1 输出信号用示波器进行测量 (26)6.1.2 电压测量系统进行电压检测 (27)6.1.3 自校准测量 (29)6.2 误差分析 (30)6.2.1 测试系统误差分析 (30)6.2.2 抗干扰措 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A 电压测量部分电路图 (34)附录B 信号发生部分电路图 (35)附录C 电压测量部分程序 (36)附录D 信号发生部分程序 (43)前言YB2173 型晶体管毫伏表电压测量范围:300μV～100V；量程分为:12 级（300 μV、1mV、3mV、10mV、30mV、100mV、300mV、1V、3V、10V、30V、100V）；被测电压频率:20KHz-2MHz；测量精度:1KHz为基准，满度≤±3%；输入阻抗：1MΩ。