数字式电参数测试仪Word格式.docx

1、综上所述：方案一较方案二连贯性较好，且在这个系统中比方案二更为简单。因此，选取方案二。3、频率检测方案方案一:采用中小规模集成数字电路构成频率测试电路，此种方案电路构成复杂，其间众多，可靠性低，调试困难，故不选此方案。采用单片机最小系统实现频率计数功能，电路经过分频后最后到达单片机，可以很好的实现频率检测。综上所分析，方案二更好，故采用方案二。三、设计实现1、直流电压测量电路直流电压测量电路中直流电压共设置为2档：100mv、1v、10v。电压测量误差主要为A/D转换误差，小于0.2%，并且不易变化；DCV量程的取样误差则主要有分压电阻决定，分压电阻全部采用精度为+-0.1%的高稳定性精密电阻

2、，未达到更高的精度，分压电阻可以各串联一个微调电阻器。2、直流电流测量电路构成电流取样电阻，被测电流流过取样电阻是产生电压降，以此电压作为基本表的输入电压，即可实现I/V转换。为达到更高的精确度，取样电阻可一个串联一个微调电阻器。3、电阻测量电路电阻挡采用比例法测量。标准电阻R0和被侧电阻RX构成串联电路，将R0上的压降作7135的基准电压，RX的压降作输入电压。这样只要电流确定，电压与电阻成正比，随着电阻的变化，电压也同时变化。这样就可以测出电阻了。4、频率测量电路当频率大于100hz时，测频率，即在一定的闸门时间内测量被侧信号的脉冲的个数；当频率小于100hz时测周期。电路见附录。5、A/

3、D转换电路A/D转换电路用于检测得到的各项模拟量，如下图所示。IC是4位半双积分A/D转换器7135，以7135为核心，和周边元件构成一个满量程为200mv的基本表。C1,C2是积分电容。R1,R2是积分电阻，C3是基准电容，C2和R2与7135构成时钟振荡器，R15、R3、VR1、R4构成分压器，调整VR1，可向7135提供100mv的基准电压。积分电阻的数值有满度输入电压和积分放大器的输出电流决定。积分放大器能以可忽略的非线性提供20uA的电流，决定该电阻值的表达式为:5至40uA的积分放大器电流能起到良好的效果，标称的电流为20uA。标称电容值为0.47uA。确定积分电容值的表达式：其中

4、：Iint标称值为20uA. 数码管显示部分由7135的D5、D4、D3、D2、D1脚驱动信号，再由B8、B4、B2、B1脚为转换结果BCD码输出，接着由74LS477段码数码管的驱动芯片解码，直接把数字转换为数码管的显示数字数码管显示万、千、百、十的小数点依次为D1、D2、D3、D4。利用驱动源选择哪一位数码管的位扫描驱动信号来达到对应使该位的小数点点亮的目的。6.软件设计 系统软件设计采用模块化设计方法。整个系统有初始化模块、显示模块和信号频率测量模块等各种功能模块组成。上电后，进入系统初始化模块，系统软件开始运行。在执行过程中，根据运行流程分别调用各个功能模块完成频率测量、量程自动切换、

5、周期测量和测量结果显示。四、测试 1、测试方法与仪器测量仪器清单序号仪器名称型号及规格数量1稳压源DF1730SC3A2仿真机ME-52A3数字万用表VC98064旋转式电箱ZX215双踪示波器YB43256烧写器LAB TOOL-487高精度DDS信号发生器EE1461 2、测试数据及测试结果 （1）电压测量数据 要求:电压测量范围：100mv10v，相对误差小于2%. 测试方法：用四位半数字万用表测量稳压源的输出电压。调整其输出，分别用四位半万用表和本作品测试，并将所测得的数据输入表中。电压测量数据表稳压源输出电压值测量值相对误差0.991V0.985V0.61%4.962V4.947V0

6、.302%9.582V9.562V0.208% （2）电流测量数据 要求：电流测量范围：100uA10mA（电流源开路电压为10v），相对误差2%.调节稳压源，使稳压源输出为10v，依次串联100k，20k，1k的电阻，使实际电流输出值分别为100uA，5mA，10mA。然后用本作品依次串连在电阻上测量，所得的数据输入表中。电流测量数据表实际电流输出值100.0uA99.89mA1%5.000mA4.966.mA0.64%10.00mA9.959mA0.43% （3）电阻测量数据100uA10mA，相对误差调节稳压源，试稳压源输出为10v，依次串联100k，20k，1k的电阻，使实际电流输出值

7、分别为100uA，5mA，10mA。然后用本作品依次串联在电阻上测量，所得的数据填入表中电阻测量数据表电阻箱电阻值10099.960.7%1.0000K0.997K10.0000K9.959K0.44%90.0000K89.760.3% （4）频率测量数据频率测量范围：100hz10khz，相对误差0.1%，输入信号为50mv的正弦交流信号。调整信号发生器，使其输出为50mv的正弦交流信号；频率分别为200.0hz，2.000khz，5.000khz，9.000khz。然后用本作品进行测试并将所测得的测量值数据填入表中。 频率测量数据信号发生器输出值200.0Hz199.9Hz0.05%2.0

8、00KHz1.999KHz5.000KHz4.998KHz0.04%9.000KHz8.997KHz0.033% （5）数据分析 经过测试，本作品测试的电阻相对误差在（0.3%0.7%），而设计指标要求是小于2%，已经达到指标的要求。电流的误差在（1%0.43%）之间，也达到相对误差2%的要求。在测量小电流时误差相对误差要大点，随着要测量的电流的增大，他的相对误差越小。电压的测量范围（100mv10v 0，本设计测量的电压相对误差在（0.208%0.61% ）之间，测量电压为9.582v时，相对误差为0.208%，比测量小电压0.985v时的相对误差要大。测量的频率范围（10hz100khz

9、） ，要求频率的相对误差 0.1% ，而本作品所测得的相对误差在0.033%0.05% 之间，已经超过指标的要求，跟电压，电阻，电流所测试的数据一样，频率测量的相对误差也是随着要测试的增大而减小。而且在测试频率为9.000khz 的时候，误差只有0.033% ，精确度相当高。五、结论本设计的相对误差均可以达到涉及的要求，同时本系统也完全实现了题目的基本要求，也基本实现了发挥部分的要求，本设计采用了最简单最合理的电路，实现了最完整最有效也最符合要求的功能。因此，可以说本作品的制作很成功，精确度也很高。六、总结 经过紧张的三天四夜的拼搏，同时在于小组其他成员的通力合作，团结互助，本着克服一切困难，

10、迎难而上，越挫越勇的精神，终于完成了对数字式电参数测试仪的设计。 这次的设计比以往的设计难很多，要求也严格很多。虽然在以前的设计中也积累了不少的理论与实际制作的经验，但着手此次设计时却感觉自己理论上与实践上的众多不足。因为我们对数字式电参数测试仪缺乏了一些了解与认识。但是经过几天不断的查找资料，最终确定以ICL7135为A/D转换芯片的设计方案。本次设计不仅是我们在这两年来所学的知识的一次考验，更是让我们对电路的一些原理有了更深一步的理解，也让我们深深的认识到自己的弱处。尤其是在设计万用表部分和测频电路部分时遇到了较大的困难。因为这两部分不仅仅要硬件部分的设计，还要软件方面的设计，而程序的设计

11、是我们最薄弱的一个环节。但在指导老师的鼓励和帮助下，最终还是克服了重重困难，完成了作品的设计。通过此次数字式电参数测试仪的设计与制作，不仅使自己在专业技能、专业知识、解决问题的能力方面得到了系统的锻炼和全面的提高，也是对自己在学校学到知识的一个总结。七、谢辞本论文的完成，得益于我们大学两年内的诸位老师传授的知识，使我们有了完成论文所要求的知识的积累，更得益于指导老师从论文资料的收集、论文框架的确定、开题报告准备及论文初稿与定稿中对字句的斟酌倾注了大量的心血，再次对指导老师表示真心的感谢！八、附录附录一：软件流程图 NY附录二：控制系统软件程序ORG 0000H AJMP MAIN;ORG 00

12、0BHAJMP INTT0 ORG 001BH AJMP INTT1 ORG 0030HMAIN: MOV SP,#50H MOV TMOD,#15H SETB ET0 SETB ET1 SETB EA MOV 40H,#0 MOV 41H,#1 MOV 42H,#2 MOV 43H,#3 MOV 44H,#4 MOV R7,#0 MOV TH0,#0 MOV TL0,#0 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H SETB TR1 SETB TR0G0: LCALL XHQFS LCALL DISP SJMP G0INTT1: INC R7 CJNE R7,#20,NEXT CL

13、R TR0 CLR TR1NEXT: RETI CJNE R7,#10H,NEXT2NEXT2:XHQFS: PUSH ACC PUSH PSW SETB RS1 MOV R1,#0;万 MOV R2,#0;千 MOV R3,#0;百 MOV R4,#0;十 MOV R5,#0;个 MOV 30H,TH0 MOV 31H,TL0N1: MOV A,30H CJNE A,#27H,N10N10: JC N2 MOV A,31H CJNE A,#10H,N11N11: CLR C SUBB A,#10H MOV 31H,A SUBB A,#27H INC R1 ;计数万位 MOV 30H,A SJ

14、MP N1N2: CJNE A,#3,N20N20: JC N3 CJNE A,#0E8H,N21N21: SUBB A,#0E8H SUBB A,#3 INC R2 SJMP N2N3: JZ N31 SUBB A,#64H SUBB A,#0 INC R3 SJMP N3N31: CJNE A,#64H,N32N32: JC N4 SJMP N31N4: MOV B,#10 DIV AB MOV R4,A MOV R5,B MOV 40H,R5 MOV 41H,R4 MOV 42H,R3 MOV 41H,R2 MOV 40H,R1 POP PSW POP ACC RETDISP: SETB

15、 RS0 MOV DPTR,#TAB MOV R1,#20H MOV R0,#40HDISP1: MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,R1 MOV P2,A LCALL DELAY RR A MOV R1,A JNZ ENDDENDD: INC R0 SJMP DISP1DELAY: MOV R6,#10HDELAY1: MOV R7,#0E0H DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY1TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END附录三：单元电路图电压测量电路电流测量电路电阻测量电路频率测量电路A/D转换电路附录四：设计总图万用表电路