四位半数字电压表摘要

PN结反向饱和电流的实验研究王玉清【摘要】对PN结反向饱和电流进行了精确测量,研究了PN结反向饱和电流与温度之间的关系,证明此关系遵循指数分布规律.【期刊名称】《延安大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(029)001【总页数】3页(P53-55)【关键词】PN结;反向饱和电流;温度;指数分布【作者】王玉清【作者单位】延安大学,物理与电子信息学院,陕西,延安,716000【正文语种】中文【中图分类】O475在利用电流方程 I＝Is［exp（qU／KT）－1］［1］解决一些实际问题时，需先求出反向饱和电流。

但是在目前的大学物理实验中，对 PN结反向特征实验精度不高，效果不够理想；并且PN结反向饱和电流的测量方法目前还存在一些不够明确的观点。

有的人认为应将二极管反向电压从“1～9 V取值”［2］，然后根据反向特性数据可求得二极管的反向饱和电流值；有的人则认为在测量二极管反向伏安特性时应“从零开始逐渐增加电源电压，读取二极管两端电压每改变 1 V时，流过二极管的电流值，一共测 10组左右数据”［3］；而有的人认为，取 1 V时，“反向电流达到饱和”［4］；还有的人认为“无论是硅二极管还是锗二极管，在反向电流达到饱和之前都存在多个电流数值保持不变的区段，找最后一个电流数值保持不变的数值，作为二极管的饱和电流值［5］。

”但在实际测量时，如果反向电压变化间隔较大，反向电流一直随反向电压的增大而增大，按照前两种方法就无法得到饱和电流值。

第三种方法仅是理论方面的估计，而各种二极管的实际情况差异较大，都取1 V不符合实际情况。

第四种方法是由于作者疏忽了温度对二极管反向饱和电流的影响，导致二极管反向电流已经达到饱和还在那儿寻找电流不变的区段，最后找到的饱和电流值只是随着环境温度变化了的饱和电流值。

利用通常的方法测量二极管反向饱和电流，存在好多问题，本文利用上海复旦天欣科教仪器有限公司研制的 FD－PN－4型 PN结物理特性实验仪，对二极管反向饱和电流进行了精确测量，并且研究了二极管的反向饱和电流与温度之间的关系，证明此关系遵循指数分布规律。

第 1 页DP4四位半智能电流、电压、欧姆表使 用 说 明 书目 录---------------2 -------------7五 端子接线-------------------8 第二章 操作说明------------------9 一 面板说明-------------------9 二 仪表的几种状态-------------11 三 操作说明-------------------111 上电自检-------------------112 参数设定-------------------122.1 参数设定概述----------------122.2 开锁------------------------162.3 报警------------------------162.4 小数点设定------------------172.5 调零------------------------172.6 输入量程设置----------------172.7 输入类型--------------------182.8 变送输出--------------------18 第三章功能说明---------------------19 一报警------------------------19二变送输出--------------------20 第四章通讯协仪---------------------2 一通讯规程-----------------21二回答命令格式-------------21三数据形式-----------------21四通讯指令-----------------22五仪表参数代码-------------23第 2 页第一章概述一概述4位半智能电流、电压、欧姆表采用当今最先进的ATMEL单片微机作主机，电流输入量程可任意设定，配合不同的互感器可满足各种测量量程的要求。

仪表可带上限、下限报警输出，可带0-10mA或4-20mA标准电流变送输出，并且采用模块化结构，用户可根据需要增减输出功能。

目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状和发展 (1)1.3 本文的研究内容 (2)第二章系统分析与设计方案 (3)2.1 系统分析 (3)2.1.1 功能及指标 (3)2.2 系统总体方案设计 (3)2.2.1 方案设计的基本思路 (3)2.2.2 数字电压表的两种设计方案 (3)2.2.3 A/D转换模块的选择 (4)2.2.4 接口模块的选择 (4)2.2.5 微控制器的选择 (5)2.3 系统硬件分析 (5)2.3.1 AT89S52单片机简介 (6)2.3.2 LCD1602显示器简介 (6)2.3.3 ADC0804转换芯片简介 (7)第三章系统硬件电路设计 (8)3.1系统组成 (8)3.2电源接口电路 (8)3.3 AT89S52单片机最小系统电路 (8)3.3.2 复位电路 (9)3.3.3 晶振电路 (10)3.4 LCD1602显示电路 (10)3.6 A/D转换电路 (11)3.7 量程转换电路 (11)第四章系统软件设计 (12)4.1 系统主程序流程图 (12)4.2 LCD1602液晶流程图 (12)4.3 ADC0804流程图 (13)第五章性能测试与分析 (14)5.1 各模块独立测试 (14)5.2 系统联合调试 (14)5.3 系统运行评估 (15)第六章总结 (16)参考文献（References） (17)致谢 (18)附录1: 系统原理图及实物图 (19)附录2: 系统主程序 (20)基于单片机的数字电压表专业：学号：摘要：在电路设计中我们时常会用到电压表，过去大部分电压表还是模拟的，虽然精度较高但模拟电压表采用用指针式，里面是磁电或电磁式结构，所以响应较慢。

为适应许多高速信号领域目前已广泛使用数字电压表。

数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局，它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件,数字电压表是把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式，并加以显示的仪表。

实际应用中,对电压的测量通常采用全量程电压表,量程从零起始至某一个数终止,例如0～1V,0～250V等。

一般测量中,被测电压在一个较大的范围变化,或被测电压是未知量,这种表是很适用的。

实际上,有时被测的电压仅仅在整个量程内一个较小的范围变化,占全量程电压表整个刻度范围很小的一部分,这时用全量程电压表不仅分辨率低,读数困难,同时精度也很低,满足不了测量要求,即便使用更高精度的表,有时也难满足测量需要。

区间式电压表取电压全量程的一个区间,起始值不是从零开始,而是根据需要选定起始值和终止值,只反映被测电压发生变化的那一部分,例如10～11V,200～230V等,这样可以展宽刻度,提高读数分辨率和测量精度,从而满足测量需要。

高精度区间式电压表大大提高测量性能,可以在电压检测、电量监控、自动控制、标准计量仪器、模/数转换等许多方面广泛应用。

1.工作原理根据被测电压变化范围和测量精度需要,适当选定电压量程的一个区间为起始值和终止值;采用运算放大器,只对选定的那一个区间进行线性放大;在运放输出端接一个标有对应区间起始值和终止值的电压表头显示被放大的测量值。

这就是高精度区间式电压表的工作原理。

图1为高精度区间式电压表电原理图。

根据被测电压Vin变化范围选定的一个区间,起始值为V1,终止值为V2,被测电压Vin在V1～V2范围内变化。

运放IC2的反向输入端用一个固定的高精度电压基准源IC1做基准,正向输入端的R1、W1、R3对被测电压进行分压,W1为调零电位器,W2为增益调整电位器,用来调整运放的放大倍数,运放输出端通过分压电阻R4接标有起始值和终止值的微安表头。

当被测电压Vin为V1 时,调整电位器W1,使运放的两个输入端等值,运放输出端表头为0V,也就是区间式电压表的起始值;当被测电压Vin为V2时,调整电位器W2,使输出端表头满刻度,也就是区间式电压表的终止值。

这样,被测电压在V1～V2之间变化时,运放输出端表头的值在起始值和终止值区间范围摆动。

数字万用表设计性实验[概述] 随着数字测量技术的日趋普及，指针式仪表已经逐渐被淘汰，我厂对“指针式改装电表实验”进行了改进，现采用了“数字万用表设计性实验”，使学生对数字电表的原理和使用方法有了深入的理解和应用，深得广大院校师生的好评。

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（另配）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。

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。

长春大学课程设计纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊421位数字电压表[摘要] 随着半导体技术的飞速发展，大规模集成电路的应用更加广泛，在仪器领域内，大规模集成电路作用更加突出。

41/2位数字电压表的主要功能是由A/D转换芯片实现的，ICL7135芯片是常见的41/2位A/D芯片。

它是目前国内市场上流行最广泛的双积分A/D转换器。

ICL7135具有4位半的精度。

有自动调零功能。

自动极性判别，单基准电压，自动量程控制信号输出，因此，以ICL7135为核心，再相应的配上译码器，驱动器数码显示管，基准电压，时钟震荡器输入滤波电路就可构成41/2位数字电压表。

[关键词] 数字电压表A/D转换器集成电路时钟振荡器驱动器421Digital voltage[Summary]fly technically to develop soon along with the semi-conductor, the application of the large scale integration is more extensive, in the instrument realm, the large scale integration function is more outstanding.41/2The main function of a numerical electric voltage form is to be converted the chip realization by the A/ D of, the chip of ICL7135 is familiar 41/2 A/ D chip. It is a local market boudoir to go an integral calculuses A/ D conversion machine currently.The ICL7135 has four accuracy of half. Having to adjust zero functions automatically. The automatic pole discretion, the single basis electric voltage, the automatic quantity distance controls the signal exportation, therefore, the take ICL7135 as the core, the then go the together with the correspond up the translate the code machine, the actuator the figures manifestation tube, the basis the electric voltage, the clock vibration machine importation. An electric circuit can constitute 41/2 numerical electric voltage forms.[Key words]The numerical electric voltage watch A/ D conversion machine Integrated circuit clock oscillator driver。

河南理工大学万方科技学院本科毕业论文摘要本文介绍一种以89C52单片机为主要控制器件,采用ICL7135高精度、双积分A/D转换器的一种电压测量电路。

主要包括硬件电路设计和系统程序设计。

硬件电路主要包括数据采集模块，数据处理模块（单片机系统）和输出显示模块。

在数据采集模块中，主要是在对电压信号采样前，用放大器进行预处理，后采用双积型A/D转换器ICL7135进行转换，将转换得到的信号送入单片机中。

在数据处理模块（单片机系统）中，主要是通过89C52单片机将A/D转换后得到的信号进行处理。

显示模块中，采用LCD液晶模块1602显示。

在软件设计方面，主要包括初始化程序，中断程序，档位选择程序和显示程序等几个子程序模块。

正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，89C52的特点，ICL7135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。

适用于人们的日常生活及工农业生产中用于电压的检测。

关键词：单片机，A/D转换器，液晶模块本科毕业论文AbstractThe paper introduced one kind new method about digital voltmeter that take the Micro Controller Unit 89C52 as the primary control component and using high-precision ,double integral A/D converter ICL7135 circuit . Mainly included the design of the hardware electric circuit and the design of the software system. Hardware circuit including data acquisition module, data-processing module (MCU System) and output display module. In data acquisition modules, before sample the voltage signal, pretreatment with amplifier, after through double integrating A / D converter ICL7135 conversion, the signal has been converted was take into the Micro Controller Unit 89C52. In the data processing module (MCU System), mainly through the Micro Controller Unit 89C52 process the signal which after A / D converter. In the display module, using LCD module 1602 display the voltages.In software system design, including the initialization procedures, the interrupt procedures, the selection of the range of voltage procedures and the display procedures, and several other subroutine modules.Key words: Finance director general system Chief financial official state-owned business enterprise河南理工大学万方科技学院本科毕业论文目录前言 (1)1 设计任务与分析 (3)1.1 设计任务简介及背景 (3)1.1.1 单片机简介 (3)1.1.2 背景及发展情况 (3)1.2 设计任务及要求 (5)1.3 设计总体方案及方案论证 (5)1.4 数据输入模块的方案与分析 (7)1.4.1 芯片选择 (6)1.4.2 实现方法介绍 (6)1.4.3 输入模块流程图 (11)1.5 A/D模块的方案与分析 (11)1.5.1 芯片的选择 (11)1.5.2 实现方法介绍 (12)1.5.3 A/D模块流程图 (14)1.6 数据处理及控制模块 (14)1.6.1 芯片选择 (14)1.6.2 实现方法介绍 (15)1.6.3 数据处理及控制模块流程图 (15)1.7 显示模块 (16)1.7.1 芯片选择 (16)1.7.2 实现方法介绍 (16)2 硬件设计 (17)2.1 数据输入模块原理图 (18)2.2 A/D模块原理图 (19)2.3 控制模块原理图 (21)2.4 显示模块原理图 (22)3 软件设计 (24)3.1 主程序流程图 (24)3.2 子程序介绍 (25)3.2.1 初始化程序 (25)3.2.2 中断子程序 (25)3.2.3 档位选择子程序 (26)4 主要芯片 (29)本科毕业论文4.1 AT89C52的功能简介 (29)4.1.1 AT89C52芯片简介 (29)4.1.2 引脚功能说明 (29)4.2 ICL7135功能简介 (32)4.2.1 ICL7135 芯片简介 (32)4.2.2 引脚功能说明 (33)4.3 LCD1602功能简介 (36)4.3.1 LCD1602芯片简介 (36)4.3.2 引脚功能说明 (36)4.4 CD4052的功能介绍 (39)4.4.1 CD4052芯片简介 (39)4.4.2 引脚功能说明 (39)4.5 CD4024的功能介绍 (39)4.5.1 CD4024芯片简介 (39)4.5.2 引脚功能说明 (40)4.6 OP07的功能介绍 (42)4.6.1 OP07的功能简介 (42)4.6.2 引脚功能说明 (42)结论 (44)致谢 (46)参考文献 (47)河南理工大学万方科技学院本科毕业论文前言数字电压表（Digital Voltmeter）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。

电表改装实验中校准曲线的应用钱钧;惠王伟;陈靖;张春玲【摘要】在电表改装实验中,除了传统实验教材中利用校准曲线评定改装表的准确度等级之外,我们还针对待改装的微安表头进行了校准,并应用微安表的校准曲线修正了半偏法测量微安表内阻的误差,使得半偏法测量误差从5％下降到0.3％.我们对电表改装实验的改进和完善,使得同学们对通过校准曲线获得测量修正值以及确定仪表准确度等级两个方面的应用都能有比较深入的理解;同时也解决了实验中半偏法测量微安表内阻误差较大的问题.【期刊名称】《物理与工程》【年(卷),期】2018(028)0z1【总页数】6页(P70-75)【关键词】电表改装;校准曲线;半偏法【作者】钱钧;惠王伟;陈靖;张春玲【作者单位】南开大学物理科学学院,天津 300071;南开大学物理科学学院,天津300071;南开大学物理科学学院,天津 300071;南开大学物理科学学院,天津300071【正文语种】中文电表改装是大学物理实验课程中的常见实验[1-2]，该实验将磁电式微安表改装并扩程为电流表或电压表，改装后的电流表或电压表需要与标准表进行比较，并画出校准曲线。

用准确度更高的仪表对测量仪表进行校准，并得到修正值或校准曲线，是物理实验中常用的消除测量仪表误差的方法之一。

校准曲线的用途有两个，一是对仪表测量值进行修正，二是用来评定仪表的准确度等级。

在现有的电表改装实验中，主要是利用校准曲线评定改装表的准确度等级，而利用校准曲线修正仪表测量值则很少体现。

进行微安表的改装，首先需要准确测得微安表的内阻。

在实验中，测量微安表内阻一般同时采用半偏法和替代法两种方法。

替代法简单直观，测量十分接近真实值。

而半偏法则需要考虑电路总电阻变化带来的系统误差，是很多文献探讨比较多的一种方法[3-6]。

现有实验，往往采取干路加装监控电流表的方法，从而有效的消除半偏法的系统误差[6]。

我们在使用FB308型通用电表改装实验仪进行实验时发现，虽然已经采用了在干路加装监控表的方法，然而半偏法测得的微安表内阻与替代法所测结果仍有接近100Ω的较大差异，由于实验中微安表内阻在2000Ω左右，这样半偏法测量误差接近5%，误差较大。

课程设计-- 位数字电压表┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊214位数字电压表[摘要] 数字电压表(DVM )是将被测的电压模拟量自动转换成开关量，然后进行数字编码、译码，以数字形式显示出来的一种电测仪表,本文所介绍的是采用ICL7135高精度AD转换电路，将模拟量输入电压变换为数字量,通过芯片74LS47译码显示到数码管上，测量范围为直流0 —±1.9999伏。

该电路外接正5v作为电源，用74hc04进行负变，为ICL7135提供-5v电压，并用时钟芯片ICM7556组建了一个产生脉冲的震荡电路，为电路提供时钟信号。

[关键字] AD转换；译码；时钟信号；数字电压表┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊Four And a Half Digital Voltmeter[Abstract] Digital voltage meter ( DVM ) is the measured voltage simulation quantity automatically converted to the switch, and then digital encoding, decoding, displayed in digital form out of a measuring instrument, described in this article is the use of ICL7135 high precision AD conversion circuit, the analog input voltage into digital quantity, through the chip 74LS47 decoding display to digital control, the measuring range is 0± 1.9999 volts dc. The circuit of external 5V as power source, with 74hc04 were negative, as ICL7135 -5v voltage, and the clock chip ICM7556 formed a pulse oscillating circuit, a clock signal supplying circuit for.[Key words]AD conversion; decoding; Clock signal ;Digital voltage meter┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊目录第1章前言 (1)1.1 数字电压表的特点及发展趋势 (1)1.1.1数字电压表的特点 (1)1.1.2数字电压表的发展趋势 (1)1.2 设计要求及方案选择 (2)1.2.1设计要求 (2)1.2.2方案选择 (2)第2章数字电压表单元电路设计 (4)2.1 A/D转换单元电路设计 (4)2.1.1 A/D转换器ICL7135的功能介绍 (4)2.1.2 A/D转换电路设计 (6)2.2 时钟产生单元电路设计 (6)2.2.1 ICM7556功能介绍 (6)2.2.2 ICM7556组成的多谐振荡器 (7)2.3.1驱动电路设计 (9)2.3.2译码电路设计 (11)2.3.3显示电路设计 (12)2.4 电源单元电路设计 (12)2.4.1正电源电路设计 (12)2.4.2负电源电路设计 (13)第3章调试要点及测试方法 (15)3.1 调试要点及测试方法 (15)3.2 故障及排除 (15)第4章设计总结 (16)4.1 设计总结 (16)4.2 设计心得 (16)参考文献 (17)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊第1章前言1.1 数字电压表的特点及发展趋势1.1.1数字电压表的特点数字电压表(DVM )是将被测的电压模拟量自动转换成开关量，然后进行数字编码、译码，以数字形式显示出来的一种电测仪表，它具有如下主要特点:(1)准确度高:目前可达到10^-6数量级，因此用它代替直读仪表，可大大提高测量精度。