数字式电参数测试仪.doc

文档介绍：安徽省大学生电子设计大赛

实验报告


竞赛题目:数字式电参数测试仪(F题)
参赛队号:


目录
一设计报告结构 1
§ 1
§ 1
§ 2
二系统总体设计方案 2
§ 3
§ A/D转换部分 3
§ 3
三硬件设计 4
§、电流测量电路、电压测量电路 4
§ 5
§ A/D转换电路 6
§ LED 显示电路 6
四软件设计 7
§ 7
五系统测试 8
§ 8
§ 8
六总结 10
一设计报告结构
§
设计并制作一台能测量电阻、电压、电流、频率等电参数的数字式测试仪。
§
1、基本要求
(1)电阻测量范围:100Ω~100KΩ,相对误差<2%;
(2)电流测量范围:100µA~10mA(电流源开路电压为10V),相对误差<2%;
(3)电压测量范围:100mV~10V,相对误差<2%;
(4)频率测量范围:100Hz~10kHz,相对误差<1%,输入信号为1V的方波信号;
(5)具有相应的功率测量功能。
(6)显示刷新周期≤2s;
2、电子设计竞赛发挥部分
(1)电阻测量范围:10Ω~1MΩ,相对误差<1%;
(2)电流测量范围:100µA~10mA(电流源开路电压为10V),相对误差<
1%;
(3)电压测量范围:100mV~10V,相对误差<1%;
(4)频率测量范围:10HZ~100kHZ,相对误差<%,输入信号为50mV的正弦交流信号;
(5)其它。
§
本文介绍了一种基于高精度恒流源采样技术的新型数字式电参数测试仪,利用微处理器实现对电阻、直流电压、直流电流、频率等电参数的测量,该系统通过ADC0809来进行A/D转化,通过LM334来采集恒流源,通过LCD来显示测量数据。并给出了整个系统的总体设计方案,制作了样机,实际测试表明该:数字式电参数测试仪完全满足题目规定的基本要求和发挥部分的要求。
关键字:单片机电参数测量 ADC0809 高精度恒流源
二系统总体设计方案
该系统要求用单5V直流电源供电,能测量电阻、直流电压、直流电流、频率等电参数。该系统控制系统采用AT89S52单片机,A/D转换采用ADC0809,显示部分采用LCD显示,恒流源采用LM334产生。。
AT89S52
P0


P3
测电阻、电流、电压电路
ADC0809
LED
显示
上电复位
电源电路
测频率电路
§
本设计采用AT89S52八位单片机实现。单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小,硬件实现简单,安装方便。
§ A/D转换部分
%,普通的8位AD转换芯片无法达到这一要求,而ADC0809是16位A/D转换,%,内置自校准电路,串行输出接口,可方便地与单片机配接。同时具有功耗低,精度高,抗干扰能力强等特点,适合要求精度较高的仪器仪表。所以该系统选择ADC0809.
§
方案一:采用八位共阳极LED数码管进行显示,利用单片机I/O口动态循环输出的方法,将相应的段码值输入,并开相应LED的三极管。
方案二:采用点阵字符型LCD液晶显示,可以显示数字与阿拉伯字母等字
符,随着半导体技术的发展,LCD的液晶显示越来越广泛的应用于各种显示场合。
比较这两种方案,LED数码管显示清晰,成本低廉,配置灵活,与单片机接口简单易行。综合考虑,选用LED数码管进行实现显示功能。
三硬件设计
§、电流测量电路、电压测量电路
通过LM334产生恒流源分4档测电阻,分2档测电流和电压。
§
一个波形通过324两级放大,再通过339电压比较器整形,由于频率接近100KHZ的时候,波形失真,频率不变,故再通过40106进一步整形。
§ A/D转换电路
采用16位AD转换器ADC0809进行转换,再把数据送入89S52进行处理.

§ LED 显示电路
LEDSM4105A可以显示2行10个字符,和a~g、Dp各控制端口,工作电压为5V,并且按颜色显示也有多种,主要有红色绿色;按亮度强弱可分为超亮、高亮、普亮。

四软件设计
§
开始
模式选择
AD转换
LED显示
模式选择
电压