数字式电参数测试仪——

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1、数字式电参数测试仪2010年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（数参赛队号:2010232系统总体设计方案目录一设计报告结构11.1 电子设计竞赛任务11.2 理论分析与计算11.3 摘要2二系统总体设计方案22.1 系统控制部分32.2 AD转换部分32.3 显示部分3三硬件设计43.1 电阻测量电路、电流测量电路、电压测量电路43.2 测频率电路53.3 AD转换电路63.4 LED显小电路6四软件设计74.1软件流程图7五系统测试8 5. 1测试方法与仪器84.2数据测量与分析8六总结10数字式电参数测试仪一设计报告结构 1 .1电子设计竞赛任务设计并制作一台能

2、测量电阻、电压、电流、频率等电参数的数字 式测试仪。 2 1. 2理论分析与计算1、基本要求(1)电阻测量范围：100C100KQ,相对误差2%；(2)电流测量范围：100附10mA (电流源开路电压为10V),相对误差2%；(3)电压测量范围：lOOmV-10V,相对误差2%；(4)频率测量范围：100Hz10kHz,相对误差1临 输入信号为IV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：1OQ1MQ,相对误差1%；(2)电流测量范围：100附10mA (电流源开路电压为10V),系统总体设计方案相对误差%；(3)电压测量范围

3、：lOOmV10V,相对误差1%；(4)频率测量范围：1OHZlOOkHZ,相对误差0.1%,输入信 号为50mV的正弦交流信号；(5)其它。1.3摘要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

4、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。 该系统设计方案框图如图L1所示。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。 2. 2 A/D转换部分由于该系统的测量精度要达到0. 3%,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，线性误差仅为0. 0015%, 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

5、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. 2. 3显示部分方案一：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 3.1 电阻测量电路、电流测量电路、电压测量电路通过LM334产生恒流源分

6、4档测电阻，分2档测电流和电压。 3.2 测频率电路 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。 3.3 3.3 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.IN2 INL INO ADDD ADDB ADDCALE 2-52-1MSBOUTPUT ENABLE2-2CLOCK2-3VCC2-4VREF C*2-83 4 5 67 ININIXININ|28寄卷寄121福5 57B9l)0n12lw15MI7好20PL.0 、“VCCP1.1PO.O

7、PL.2P0.1PL.3P0.2PL.4P03P1.5P0.4PL.6P0.5P1.7P0.6RSTP0.7P3.0EAVPPP3.1ALE PROGP3.2PSENP33P2.7P3.4P26P3.5P2.5P3.6P2-4P3.7P23XTAL2P2.2XTALIP1IGNDP2.04lD39383736353433323130292827262524232221 3.4 3.4 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。7四软件设计 4.1软件流程图图1

8、总流程图图2测量模块程序流程图数字式电参数测试仪 五系统测试 5 1测试方法与仪器仪器：型号为MS8050的五位数字万用表、型号为HY3002D3 的稳压源,型号为YB1610H DDS的数字合成信号源、型号为TDS2012 的1GHz的TEK示波器 测量方法：电压测量方法：用稳压源输出电压，再用5位数字万用表测量理论 值，然后再用自制万用表对电压进行多组数据测量比对。电流测量方法：将恒流源接入测量电流的接口，用5位数字万用 表测得其理论值，然后再用自制万用表对电路进行行多组数据测量比 对电阻测量方法：先用五位数字万用表测出理论值，再用自制的万 用表对电阻进行多组数据测量行比对。频率测量方法：

9、先用数字信号源输入波形，再用示波器观察测量, 再用自制万用表测量，进行多组数据比对。4.2数据测量与分析表1电压测理论值100. OOmv500. 00mV1. OOOv5.OOOv10. OOOv测量值100. 10mv499. 60mv999.lOmv4. 9989.993v#误差0.01%0.005%0. 007%0. 001%0.005%计算分析：经实际测量，与理论值比对计算，可得误差满足题目的发挥部分要求六总结由于系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳 定，较好地达到了题目要求的各项基本指标和发挥功能的要求。在这 次设计中，我们更好地学习了硬件焊接、软件编程和高精度调试等。 但是由于时间有限，我们其他的发挥功能无法实现，我们将在自己以 后的学习中更加努力。#