基于单片机的数字万用表设计
单片机数字万用表设计
单片机数字万用表设计一、引言单片机数字万用表是一种多功能仪器，可以用于测量电压、电流、电阻等电气参数，广泛应用于电子工程、通信工程、无线电工程等领域。
本文旨在设计一款单片机数字万用表，结合单片机技术和模拟电路设计，实现功能齐全、精准度高、便携性强的数字万用表。
二、设计原理单片机数字万用表的核心部分是其测量模块，该模块能够接收被测电路的输入信号，并通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，然后经过单片机处理和显示模块的处理，最终将结果显示在液晶显示屏上。
整个设计流程主要包括以下几个方面：1.信号输入：设计合适的信号输入接口，能够接收被测电路的电压、电流、电阻等信号，并将其传输给ADC。
2.模数转换：通过ADC将模拟电信号转换为数字信号，通常选择12位或16位的ADC，以保证高精度的测量结果。
3.单片机处理：单片机接收ADC传输的数字信号，并进行处理计算，以得出测量结果。
4.显示模块：将测量结果显示在LCD液晶显示屏上，包括数值显示、单位显示等。
5.供电模块：提供适当的电源供电，保证仪器的正常工作。
基于以上设计原理，我们可以开始具体的设计工作。
三、电路设计1.信号输入接口信号输入接口是单片机数字万用表的核心部分之一，它需要能够接收不同类型的信号，包括电压、电流、电阻等。
为了实现这一功能，我们需要设计相应的信号接收电路，可以通过选择不同的接收电阻和放大电路，使之能够适应不同的输入信号。
对于电压信号的输入，可以设计一个简单的分压电路，将被测电路的电压信号转换为适合ADC输入的电压范围。
同时，为了避免输入电阻对被测电路的影响，可以选择高输入阻抗的运放作为信号接收器。
对于电流信号的输入，可以设计一个电流-电压转换电路，将电流信号转换为相应的电压信号，再进行ADC采集。
对于电阻信号的输入，可以设计一个简单的电桥电路，测量电阻值并将其转换为电压信号，再通过ADC进行采集。
2.模数转换模数转换部分选择12位或16位的ADC芯片，可以根据精度需求做适当选择。
基于单片机的数字万用表设计
基于STC12c5a40s2单片机的数字万用表的设计摘要: 文章介绍一种基于STC12c5a40s2单片机的数字万用表,根据数据采集的工作原理以及模块操作思想,设计实现数字万用表,将所测量的数值通过液晶12232进行显示。
该万用表的主控芯片STC12c5a40s2有内置10位A/D转换器,这样减少了外围模块的数量,使这款万用表具有精度高,性价比高,使用方便等特点。
在传统万用表的基础上，该万用表还增加了频率测量和电容电感测量，使它更加具有实用性。
关键词: 数字万用表单片机菜单功能多模块检测电子科学技术日益发展,电子测量也变的越来越普遍,并且对测量的精度和功能的要求也越来越高，所以数字万用表就成为一种必不可少的测量仪器。
这款数字万用表采用单片机作为测量仪器的主控制器,具有菜单功能，通过菜单进行功能切换。
在测量电压时，具有自动换挡功能，使读数更加准确，而且能够输出频率、波形以及峰值，这是传统万用表无法比拟的特点。
1、硬件设计数字万用表采用STC12c5a40s2为主处理器,系统主要由信号采集、功能切换电路、功能检测子模块电路、LCD显示等几个模块组成。
该系统供电部分主要由7805芯片构成。
时钟电路采用12M 赫兹的晶振为主控制芯片提供系统工作时钟。
功能切换电路由CD4066与按钮构成，通过单片机一个内置AD通道进行键盘扫描，减少了I/O口的使用，大大节约了单片机片上资源。
当信号进入系统时，通过按钮控制CD4066模拟开关，进行菜单切换，选择需要检测的内容。
进入测量电压部分时，通过另一个CD4066模拟开关进行自动换挡，当检测到电压过小时，先通过OP27对较小电压进行放大，再重新进入单片机。
运用自动换挡，提高了电压数据准确性。
测量交流电时，电压值的测量跟上述一样，而且还增加了测量内容，通过频率计程序检测交流电的频率，使万用表的功能更加齐全。
利用NE5532的反相器制作电流转电压电路，把电流转化成电压检测，同样经过模拟开关自动换挡，精确度高。
数字万用表的研究与设计
ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本科毕业设计数字万用表的研究与设计The Design of Digital Multimeter系（院）名称：电子信息与电气工程学院QQ 号：309810851目录中文摘要、关键词 (Ⅰ)英文摘要、关键词 (Ⅱ)引言 (1)第一章课题的研究背景 (2)1.1数字万用表研究的目的和意义 (2)1.2国内外的研究动态及发展趋势 (3)1.2.1国内研究概况 (3)1.2.2国外研究概况 (4)1.3数字万用表设计重点解决的问题 (4)第二章数字万用表的总体设计方案 (5)2.1课题设计的基本思路 (5)2.2数字万用表的测量原理及电路平台 (5)2.3数字万用表的硬件系统总体设计框图 (10)2.4硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (11)2.4.1 AT89S52芯片功能特性描述 (12)2.4.2模数转换模块介绍 (13)2.4.3显示模块介绍 (15)2.4.4电源模块介绍 (15)2.5数字万用表的硬件设计 (16)第三章系统软件及流程图及仿真过程 (22)3.1软件设计整体思路 (22)3.2系统总流程图 (23)3.3物理采集流程图 (24)3.4系统仿真过程 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A (29)附录B (33)数字万用表的研究与设计摘要:本次设计用单片机芯片AT89S52设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路，显示芯片用TEC612驱动8位数码管显示。
AT89S52单片机数字万用表附带全部程序
ADC0809芯片简要介绍
ADC0809各脚功能如下：
D7-D0：8位数字量输出引脚。
IN0-IN7：8位模拟量输入引脚。
VCC：+5V工作电压。
GND：地。
REF（+）：参考电压正端。
REF（-）：参考电压负端。
START：A/D转换启动信号输入端。
ALE：地址锁存允许信号输入端。
（以上两种信号用于启动A/D转换）.
图7
1.6.3电阻测量电路
此电路是将电阻转换为电压信号进行测量，采用四个自锁开关，作为选择测量档位。然后根据虚断原理得到下面公式：
然后送到A/D转换进行测量电压值，经过处理后得到电阻值。
图8
1.6.4ADC0809并行转换电路
将测量电路得到的电压总到ADC0809进行A/D转换，然后送到单片机进行处理。
{
float Vol;
tem;
Vol=Dat*0.019608; //0.019608=5.0/255.0
Vol=Vol*10000.0;
Vol=Vol/1.156;
OE=0;
tem=(int)(Vol);
v0=tem/1000; //千位数
v0=v0+(7<<4);//片选第一位
v1=(tem/100)%10; v1=v1+176;
图5
1.6单元电路设计
下面根据系统框图对各部分电路进行分析。以及对主要芯片进行说明。
1.5
1.6
1.6.1电压测量电路
将被测电压进行分压后得到1/10原电压并输入ADC0809进行模数转换。
图6
1.6.2电流测量电路
电路将模拟被测电流转化为电压，通过改变滑动变阻器大小，经过负反馈放大电路将被测量转化为电压进行测量。
简易数字万用表设计
简易数字万用表设计辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计(论文）题目：简易数字万用表院（系）：电气工程学院专业班级：测控技术与仪器学号： 090301020学生姓名：王英会指导教师:起止时间：2012。
6。
18-2012。
6.29课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室: 测控技术与仪器注：成绩:平时20％论文质量60% 答辩20％以百分制计算摘要本课题介绍了一种基于单片机的简易数字电压表的设计.该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块.A/D转换主要由芯片ADC0804来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量在传送到数据处理模块。
数据处理则由芯片89S52来完成，其负责把ADC0804传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；此外,它还控制着ADC0804芯片工作.该系统的数字电压表电路简单,所用的元件较少，成本低,且测量精度和可靠性较高。
此数字电压表可以测量0—5V的1路模拟直流输入电压值，并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。
关键字：单片机；数字电压表；A/D转换; 80S52；ADC0804目录第1章绪论.................................... 错误!未定义书签。
第2章课程设计的方案. (1)2。
1概述 .................................... 错误!未定义书签。
2.2总体方案比较 ............................. 错误!未定义书签。
第3章硬件设计. (11)3.1电压采集 (4)3.2电流采集 (5)3.2电阻采集 (6)第4章软件设计 (7)4。
1程序设计总方案 (7)4。
2系统子程序设计 (8)第5章误差分析 (9)第6章课程设计总结 (10)参考文献 (11)第1章绪论社会的发展、科技的进步,离不开电子产业的推动。
基于单片机的数字万用表设计
根据数字万用表的基本原理，设计一个万用表测量系统，符合以下设计要求：
基本要求
1、测量围：直流电压0.1V-100V；直流电流10mA-500mA；电阻100Ω-1MΩ。
2、测量精度：±5%。
3、使用按键或者拨码开关进行测量类型选择，并用LED液晶显示测量数值和单位。
1.1 数字万用表的主要特点
1、显示清晰、直观，读数方便准确
传统的指针式万用表必须借助于指针和刻度进行读数，读数过程中难免会引入认为的偶然测量误差(例如视差)，还容易造成视觉疲劳。新兴数字电压表则采用先进的数显技术，使显示结果清晰直观、一目了然。不仅保证了读数的客观、性与准确性，而且符合人们的读数习惯，能够缩短读数时间，提高读数准确度。例如，手持式数字万用表（HDMM）普遍采用字高为26mm的大屏幕LCD。有些数字万用表还增加了各种背光源，以便于夜间观察读数。
基于单片机的数字万用表硬件设计
The hardware design of digital multitester based on monolithic Integrated circuit
总计 毕业设计（论文）28页
表 格0个
插 图19幅
摘要
电压、电流、电阻、频率、流量、压力、流速和开关量都是日常生产和生活中常用的主要被控参数。其中，电压、电流、电阻和频率更是越来越重要。这样，做为测量电流电压等的万用表的地位就显得举足轻重，特别是高精度的数字万用表更是发挥着极其重要的作用。
关键词：数字万用表 AT89C51单片机 TLC2543模数转换器 AD转换与控制
Abstract
Voltage, current, resistance, frequency, flow, pressure, flow velocity and the switch quantity is monly used in daily life and production is mainly control parameters.Among them, the voltage, current, resistance and frequency is more and more important.Such as the status of measurement such as current voltage multimeter is important, especially for high precision digital multimeter is playing an extremely important role.This designusesAT89C51 microcontroller chip design a multi-function digital multimeter, able to measure dc voltage, dc current value, dc resistance and inductance and capacitance, OLED LCD display.This system consists of partial pressure resistance, shunt resistance, benchmark resistance, 51 single chip microputer minimum system, alarm, display part, AD conversion and control ponents.To make the whole system more stable, so as to protect the overall precision, circuit with the TLC2543 modulus conversion chip, single-chip microputer systemusesAT89C51 as the master control chip, with electric reset circuit on the RC and 12 MHZ crystal oscillation circuit.Cycle time consuming shrinkage to the shortest program at a time, so the effective guarantee the real-time performance of the system.Basic principle of this design is the use of analog circuits of various electric signals are collected, and then after amplifying circuit and filter circuit of A/D conversion, the converted digital value sent to SCM I/O port for data processing, and display.Including software using Keil piler environment, for C language ing modular design method, so as to realize the control algorithm of various kinds of electrical signal module, data acquisition module, LCD module and keyboard scan module, so as to ensure the normal operation of the system as a whole.
单片机数字万用表设计
单片机数字万用表设计单片机数字万用表是一种现代化的计算工具，它能够测量各种电信号参数，比如电压、电流、电阻等。
由于其小巧精致，使用方便等优点而备受电子爱好者、电子工程师和电子技术爱好者的喜爱。
那么，今天我们就来了解一下单片机数字万用表的设计吧。
一、单片机数字万用表的基本构成单片机数字万用表主要由单片机模块、测量模块、显示模块、键盘输入模块组成。
1.单片机模块单片机模块是单片机数字万用表的主要控制中心，它是整个数字万用表系统的核心。
它通过接收来自测量模块的输入信号，进行运算，计算出相应的电信号参数。
通过与显示模块之间的通讯，向用户展示测量结果。
2.测量模块测量模块是单片机数字万用表的重要组成部分，它主要用于采集被测量的电压、电流、电阻等电信号参数，并将其转换为数字信号脉冲，然后通过单片机模块进行数字处理。
3.显示模块显示模块是单片机数字万用表中的一个非常重要的组成部分，它主要负责将经过单片机处理的结果展示给用户。
显示模块通常采用液晶、LED等现代电子显示技术，以实现明确、清晰、易读的数字显示。
4.键盘输入模块键盘输入模块是单片机数字万用表中另一个重要的组成部分，它使用户可以通过按键操作实现选择不同的测量功能、设置参数等。
二、单片机数字万用表的特点1.精准度高由于单片机数字万用表的设计采用数字化技术进行测量和计算，效果相对于传统的模拟万用表更加精准，因此可以提高测量精度。
在实际应用中，一些精密测量场合，如医疗电器、科学研究中都能够应用数字万用表实现更精准的测试。
2.智能化由于单片机模块的应用，数字万用表具备自动识别、自动范围、自动修整和自动校准等功能。
通过人机接口，数字万用表可以根据被测电信号的实际情况，实现智能感应和智能调整。
3.使用方便数字万用表设计紧凑，小巧轻便，便于携带和使用。
而且，数字万用表的人机界面友好，通过LED或LCD显示屏幕显示结果，使得用户一目了然，并且方便上手。
三、单片机数字万用表的应用场景1.电器故障排查在电器故障排查中，最常见的是在物体电路中提取不同的电信号参数，通过分析来定位故障原因。
基于51单片机的数字万用表毕业论文(设计)
第1章概述1.1 本课题研究背景及意义数字万用表是电测技术中的一种常用仪表。
它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果和电测技术结合在一起，具有使用方便、灵敏度高、测量速度快、量程宽、过载能力强、输人阻抗高、指示值具有客观性(不存在视觉误差)、扩展能力强等优点。
数字万用表迄今已有几十年的发展历史，最初它是由电子管或晶体管等分送立器件构成的，然后逐步向高精度，多功能，集成代，智能化的方向发展。
数字万用表的最大特点就是准确度高，测量误差较小，如 3 位(三位半)数字表准确度在~<i-0.5%～±21.5%的范围(数字表的准确度随机档限的扩展而相应增大，以最小量限准确度最高)简直可以与实验室中0.5级(误差≤0.5%)的指针表媲美。
而4 位的数字表准确则更高，在≤±0.05%～±0.15%的范围。
是0.1级、0.2级(误差≤±0.1%、i-0.2%)的高精密度指针仪表所无法比拟的。
而且数字表显示直观，观察数据极为方便，又不会引入视觉较差。
1.2 本课题的设计要求使用硬件的搭建及软件的编写实现简易数字万用表的功能，能进行直流电压、交流电压、直流电流和电阻的简单测量。
1.3 本课题的主要设计方案及预期研究成果本设计使用软硬件结合的方法，首先介绍了设计的方案，并简单说明了本设计与传统传统数字万用表设计方案的区别，主要是对一些主芯片的简介，其中有ICL7106、ICL7107、AT89S52、AD1674等；其次介绍前向通道各个模块的设计，包括芯片的选择和各个元器件参数的选择以及选参前的分析；接着介绍电路的焊接和调试，包括各个模块的分步调试和最后的整机调试以及对调试过程中碰到的具体问题的分析和解决；然后是对各类数据的测量与分析；最后是对本次设计的总结。
第2章设计过程2.1 方案介绍传统方案为:传统数字万用表一般都采用一片万用表专用A/D转换芯片和外围少量元件构成，此即纯硬件方案。
万用表测量电阻电容电感
待测电感与基准电感的差距越小，测量就越准确，因此对于不同电感值电感，应当采用不同的基准电感。电路的切换仍然用继电器来控制，在此为避免重复，继电器部分不再重述，与切换电阻的方法是完全一样的。为了简化电路，我们采用两个量级的基准电感10mH和10 。电路如图表10
4
在我们的万用表中，各种各样的器件都需要稳定的不同的电源供给，而我们可用的电压只有 ，为了得到这些不同的电压，我们自己搭建了几个稳压电路。
I、5V电压
在实际中应用很广泛的是7805芯片，在此我们选用该芯片提供5V电压。
I I、-5V电压
我们采用7660来提供-5V电压
I I I、12V电压
由于我们可用的电压只有 一种，如果直接从15V稳压到5V，不仅稳压效果不好，而且7805会严重发热，甚至芯片被烧坏。为此，我们采用多级稳压，先将15用7812稳压到12V在将12V电压稳到5V。稳压模块的电路图如图表4
程序框图：
图表15
五、设计效果
经过测试，我们可以测量100 -1M ，误差在%以内；
可以测量1-20 的小电阻，误差在5%以内；
可以测量100
误差分析
本系统误差主要由恒流源、AD真有效值转换、双积分ADC器件等几个方面所带来的误差。AD真有效值转换，在误差允许的范围内可以将所测交流电压转换成对应的真有效值，但不可避免地受到环境温度的影响，造成转换时可能引起误差；由于环境温度的改变，在用恒流法测电阻时，会引起恒流源不为一个定值，导致所测电阻流过恒流源所产生的电压有所偏差，特别是在测小电阻时，插槽与被测小电阻之间的接触电阻会引起测量的较大误差；双积分ADC器件与前端处理电路同样受到温度、电磁场、工频干扰的影响，会引起数据的不稳定。
基于MSP430单片机的多功能数字万用表设计
基于MSP430单片机的多功能数字万用表设计摘要：本文全面、深入、系统地介绍了数字万用表的系统设计与研究。
设计中采用了美国TI公司生产的高性能单片机芯片MSP430F149。
整个系统结构由MSP430F149外加一些外围元件构成，驱动LCD液晶显示，然后再与参数转换电路相连。
文章主要介绍了MSP430F149的性能特点、内部结构、输入输出数据及一些功能和原理。
整个设计包括硬件电路设计及软件设计。
硬件电路设计包括处理器、外部设备元件的选择、参数转换电路设计及电源设计，而软件设计则主要是实现仪表的各功能的控制。
关键词：数字万用表MSP430F149 单片机1 数字万用表的工作原理数字万用表的最基本功能是测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻、温度、电容及频率，其基本组成见图1。
通过功能量程的选择把被测物理量连接到相应的参数转换电路上，经过电路转换成电压或频率使单片机能够直接测量，单片机通过拨位开关得到被测物理量的类型，再通过cpu计算出被测物理量的大小，然后控制液晶显示测量结果。
2 MSP430F149芯片简介MSP430F149单片机是美国TI公司推出的16位高性能单片机，具有丰富的片内资源，包括时钟模块、捕获/比较模块、Flash模块、看门狗定时器模块、定时器模块、以及通用I/O口模块等。
3 参数转换电路3.1 直流电压测量电路直流电压电路如图2所示，可选择3个档位0~3v，0~30v，0~300v。
通过电阻分压把被测电压调整到AD的量程（0~3.3v）内。
本设计AD转换使用单片机片内集成AD，AD参考电压为3.3v。
图中1M电阻和104电容组成低通滤波器可以滤除表笔与被测物体接触时产生的高频信号和空间的电磁干扰使得测量结果更加稳定[1]。
电阻计算：由于电压表要求接到电路上时对电路的电压影响要下，所以输入阻抗越大越好，本设计选择输入阻抗Ro=10M。
3.4 交流电压测量电路交流电压测量是通过二极管1N4007把被测电压进行半波整流，再通过分压电阻把电压降低，再通过电阻和电容组成低通滤波器滤成直流，再经过AD转化成数字值，再经过cpu计算出电压有效值，由于1N4007是普通整流二极管，反向恢复速度较慢所以不能测量高频交流电压[3]。
一种基于STM32的数字多用表的设计
一种基于STM32的数字多用表的设计本项目基于STM32设计了一种高精度、误差小、使用方便的数字多用表，系統功能模块包括直流电压测量、交流电压测量、电阻测量、电流测量、A/D转换模块、STM32嵌入式系统、按键模块、LCD显示八个部分。
测试表明，系统测量值与实际值误差≤2%，电压精确到1mV，电流精确到0.1mA，可应用于对误差有一定要求场合。
标签：仪器仪表;万用表;STM32;AD7705;1 系统整体结构本数字万用表整体设计框图如图1。
直流电压测量、交流电压测量、电阻测量、电流测量四个功能模块为系统采集模块，负责采集相应的信号，采集后经过一定的信号转换电路，转换成A/D转换模块可以识别的电压值;A/D是系统的转换模块，负责将采集的数据进行AD转换，并传输到单片机;单片机是系统的数据处理和控制模块，其实现选档控制、数据处理、显示控制、AD控制等;LCD 是系统的显示模块，实现测量结果的显示。
2 硬件设计2.1 交流电压测量电路将交流信号经过不同量程的放大电路之后，送入检波电路，检波后的直流信号输入A/D芯片进行直流电压的测量，获得直流信号电压值则可计算的交流信号电压有效值，其流程图如图2：待测信号通过运算放大器（OPA2356）将被放大相应倍数，然后送入检波电路，把放大后的交流信号检波成直流信号，检波后的直流信号送入AD7705进行转换。
图中不同电阻对应不同的放大倍数，而实际的放大倍数可能会因为检波二极管的性能有所调整。
2.2电阻测量电路电阻测量电路如图4所示，待测电阻与标准精密电阻分压，检测待测电阻电压，则可根据欧姆定律计算电阻值。
图中各个开关的断开与闭合用于量程选择，而实际设计中这些开关由单片机I/O控制MOS管开关驱动代替，实现对量程的自动选择。
2.3电流测量电路INA282AIDR是一款电流检测芯片，其分压输入为-5～+18V，有单极性输出和双极性输出两种模式，电流测量电路设计如图5所示。
基于单片机数字万用表的制作
基于单片机数字万用表的制作公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]基于51单片机数字万用表摘要:本设计采用AT89C52为主控芯片配以振荡电路设计设计了一个数字万用表，可用于测量直流电压，直流电流，电阻和电容，并配以档位转换。
本系统使用ADC0832作为数据转换芯片，LM358作为放大芯片，通过LCD1602显示，各模块主要通过AD转换以及电压放大实现测量功能。
绪论：数字多用表（GMM）就是在电气测量中要用到的电子仪器。
它可以有很多特殊功能，但主要功能就是对电压、电阻和电流进行测量。
传统的指针式万用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机制作的数字万用表，具有精度高、抗干扰能力强，可扩展力强、集成方便等优点，目前，由各种单片机芯片构成的数字电万用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。
总体设计设计方案：1.电压测量原理与AD 转换电路ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D 转换芯片。
其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。
其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V 之间。
芯片转换时间仅为32μS ，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。
独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。
通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
本系统只对CH0 进行单通道转换。
单 片 机AD 电路分压电AD 电路放大电路放大电路 路路功能开关显示电路晶振电路电电流电阻振荡电路电容电压信号输入分压 AD 转换单片机显示电压测量流程图对于本设计分压电路模块介绍之前首先分析以下两种设计方案。
多量程分压电路多量程分压器原理上述两图所制作的多量程电压测量，其内阻比较小，不能达到测量要求，对电路做以下改进。
基于单片机的数字电能表设计任务书
一、毕业设计（论文）的内容(400字以上)内容：对于电力参数进行高精度、多参数的测量，是充分了解电网的运行状况，寻找并解决电力系统中出现问题的重要途径。
因此对于电力参数的测量，尤其是高精度、多参数、低价格、便携稳定的实时测量就显得尤为重要，也一直是人们研究的一个重要的方向。
本课题要求利用单片机或DSP设计一个多功能电力参数测试仪。
以微处理器和微控制芯片（如单片机）为核心的可以存储大量的测量信息并且具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。
一般具有自动测量功能、强大的数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单的故障提示，具有操作面板和显示器和报警功能。
数字电表是取火线的电流信号，通过数字电路转换成可计量数据。
其中没有可运动的组件。
智能数字电表的研究主要为了实现供需双方的实时通信，供方可以根据需求负荷调节电价，需方可以根据电价调节用电量。
最终达到削峰填谷，节约用电的效果。
二、毕业设计（论文）的要求与数据要求：对于电力参数进行高精度、多参数的测量，是充分了解电网的运行状况，寻找并解决电力系统中出现问题的重要途径。
因此对于电力参数的测量，尤其是高精度、多参数、低价格、便携稳定的实时测量就显得尤为重要，也一直是人们研究的一个重要的方向。
本课题要求利用单片机或DSP设计一个多功能电力参数测试仪。
三、毕业设计（论文）应完成的工作指定整个毕业设计学生应该完成的所有工作包括：1、撰写两万字以上的毕业设计说明书（兼附15篇以上的参考文献）；在毕业设计说明书中应包括300～500个单词的英文摘要及关键词；2、完成与课题相关英文资料的翻译（约四万英文字符，附英文全文）；3、完成粮库粮情测控系统开发的研究和实现方案；4、设计出系统的硬件和完成相应软件程序设计，给出必需的硬件实现原理图；5、根据课题任务与要求，完成可供掩饰的功能样机。
5、软件清单及注释。
四、应收集的资料及主要参考文献[1]赵伟.电能表技术的发展历程.电测与仪表.1999年06期[2]贺静丹.单相多功能电能表设计.电子测量与仪器学报.2008年1月[3]胡淑坤.基于单片机的智能电能表系统设计与实践.现代企业教育，2012年4月[4]郭慧芳.数字电度表的设计与制作.大众科技.2011年10月[5]庞桂云.智能IC卡电能表设计.电测与仪表.2007年9月[6]公茂法.基于CS5460A的多用户多功能预付费电能表.电力自动化设备，2011年9月[7]曾乃鸿.电子式电度表应用现状和展望电测与仪表.2001(8)：5 - 6[8]张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术北京：国防工业出版社，2004[9] 胡伟.单片机c语言程序设计及应用实例fM1.北京：人民邮电出版社，2003[10] 高中文黄玲,等.基于电能计量芯片CS5460的电子式电能表设计,哈尔滨理工大学学报，2001( 5)：9 8—101．五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件个人计算机51单片机开发板示波器直流稳压电源数字万用表开放实验室任务下达时间：2015年12月28日毕业设计开始与完成时间：2015年12月28日至2016年05 月22日组织实施单位：电气工程系教研室主任意见：签字：2015年12月30日院领导小组意见：签字：2015年12月31日。
基于单片机的具有语音功能的万用表的设计
基于单片机的具有语音功能的万用表的设计【摘要】本文主要介绍了以羚羊的16位单片机SPCE061A为核心，将待测电子元件的参数R、L、C转换成电路的频率，通过单片机的外部中断测量此振荡电路的频率实现对各个参数的测量。
此系统具有测量精度较高、便于使仪器仪表自动化、还能加入语音播报的功能使其更加智能化。
【关键词】SPCE061A单片机；三点式振荡电路；555多谐振荡电路；语音播放1.设计方案对电子元器件集总参数R、C、L的测量种类很多，方法也各有不同，但都有其优缺点。
一般的测量方法都存在误差较大、不易实现自动测量以及缺少报警机制，因而不能实现智能化测量。
这里我们在测量电阻R和电容C时采用单片机和555数字集成芯片结合的方式，将待测电阻R或电容C接入555数字集成芯片的外围电路中构成多谐振荡电路；在测量电感L时将待测电感L接入外围电路中构成电容三点式振荡电路。
上面三种测量电路都会产生频率为f的振荡信号，由于单片机的外部终端由低电平时触发，所以我们便可以将555数字集成芯片或电容三点式振荡电路产生的频率输入到单片机SPCE061A的外部中断入口，这样就可以将模拟量近似的转换为数字量，然后单片机通过内部公式计算将最终的电阻R的阻值、电容C 的电容值以及电感C的电感值输出到LED数码管上显示出来，这种数字化的处理使得仪表实现智能化。
不仅如此，我们还可以对超过量程的情况进行语音报警，单片机通过计数获得待测元件产生的频率f，如果频率f不在该量程所对应的频率f的取值范围，则单片机会产生语音播报，提醒用户更换量程。
2.系统各部分功能设计框图图1 系统各部分功能设计框图3.各部分电路设计3.1 电阻测量电路采用脉冲计数法对电阻进行测量，如图2（a）所示，将待测电阻接入555定时器构成多谐振荡电路通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小，具体参数见表1。
其振荡周期为（以量程一为例）：由上式得出待测电阻计算公式为：3.2 电容测量电路采用脉冲计数法对电容进行测量，如图2（b）所示，将待测电容接入555定时器构成多谐振荡电路通过计算振荡输出的频率来计算被测电容的大小，具体参数见表1。
基于单片机的 数字万用表的设计
摘要本次设计用单片机芯片AT89s52设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路，显示芯片用TEC6122，驱动8位数码管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
关键词数字万用表AT89S52单片机AD转换与控制AbstractThis design is design a digital universal meter with chip AT89s52 of one-chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89S52 one-chip computer as the top management chip, the electricity is restored to the throne the circuit and 11.0592MHZ and shaken the circuit to match on RC, show that the chip uses TEC6122, urge 8 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the real-time character of the security system.Keyword: Digital universal meter AT89S52 one-chip computer AD changes and controls)目录目录摘要 (i)Abstract (ii)绪论 (4)1. 数字万用表设计背景 (6)1.1数字万用表的设计目的和意义 (6)1.2 数字万用表的设计依据 (6)1.3数字万用表设计重点解决的问题 (6)2 数字万用表总体设计方案 (6)2.1数字万用表的基本原理 (6)2.2 数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (12)2.3硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (13)2.3.1 设计方案 (13)2.3.2 芯片选择及功能简介 (14)2.4数字万用表的硬件设计 (24)2.4.1分模块详述系统各部分的实现方法 (24)2.4.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (29)2.4.3 电路的工作过程描述 (29)3. 系统软件与流程图 (30)3.1 电路功能模块 (30)3.2系统总流程图 (30)3.3物理量采集处理流程 (32)3.4电压测量过程流程图 (32)3.5电流的测量过程流程图 (34)3.6电阻的测量过程流程图 (35)3.7电容测量过程流程图 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)绪论数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。
基于单片机实现数字万用表的设计
基于单片机实现数字万用表的设计何佳芬摘要数字万用表（DMM）亦称数字多用表，是目前在电子测量和维修工作中最常用、最得力的一种工具类数字仪表。
但以往数字万用表电路复杂，且实现不易，为了简化数字万用表电路，本设计选择单片机为核心。
本设计的工作原理是测量时将所有测量参数值转换为直流电压值。
测量参数的选择是由键盘控制电路完成的。
单片机采样该直流电压值，再通过单片机内部的A/D转换将其转换成单片机所能处理的数字值，采集到单片机中，通过编写程序将该值还原为所测参数的真值，最后输送到显示和语音播报部分将其传送给测量人员。
本课题的设计是用已学的电子信息工程专业的专业知识，利用单片机设计出的一款数字万用表。
这款数字万用表除了具有测量电阻、电流、电压、电容等功能外，还具有语音播报功能，同时能把测量的结果在LCD显示器上显示出来。
关键词：数字万用表，单片机，A/D转换ABSTRACTDigital Multimeter (DMM), also known as the digital multipurpose table, is currently in electronic measurement and maintenance work in the most commonly used, the most effective tools of a number of instruments.But the past digital multimeter circuit complicated and difficult to achieve, in order to simplify the digital multimeter circuit, the design options for the microcontroller core.The design of the working principle is to measure when all measurement parameters for the DC voltage conversion value. Measurement parameters of choice is controlled by the keyboard to complete the circuit. SCM sampling of the DC voltage value, and then through the internal microcontroller A/D converter to convert SCM can handle the number of values, collected the SCM, through the preparation procedures for the reduction of the value The true value of measuring parameters, transported to the final broadcast of the show and voice will be transmitted to the measurement of its staff.This topic is designed to have been used in the electronics and information engineering expertise, the use of a microcontroller design a digital multimeter. The digital multimeter in addition to measuring resistance, current, voltage, capacitance, and other functions, but also a voice broadcast feature, and can measure the results in the LCD monitor on the show.Key words：Digital Multimeter(DMM), Single-chip micro-computer(SCM), A/D transformation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (3)1.1课题研究的背景及意义 (3)1.2本课题的研究现状和水平 (3)1.3数字万用表的发展趋势 (4)1.4本设计实现的技术指标 (5)2 方案分析与选择 (6)2.1设计方案 (6)2.2方案论证 (8)3 系统硬件设计 (9)3.1凌阳SPCE061A简介 (9)3.1.1 总述 (9)3.1.2 性能 (9)3.1.3 结构概览 (9)3.1.4 芯片的引脚排列和说明 (10)3.1.5 特性 (11)3.2系统硬件设计 (15)3.2.1 参数测量电路的设计 (15)3.2.2 键盘控制电路的设计 (28)3.2.3 语音播报和显示电路的设计 (29)3.3电源电路的设计 (30)4 系统软件设计 (33)4.1主程序设计 (33)4.2子程序设计 (34)4.2.1 声音功能子程序的设计 (34)4.2.2 键盘扫描子程序设计 (36)4.2.3 采样子程序设计 (37)5系统组装与调试 (41)5.1系统组装 (41)5.1.1 PCB制作 (41)5.1.2 元件焊接 (41)5.2系统调试 (41)5.2.1 硬件调试 (41)5.2.2 软件调试 (42)5.2.3 综合调试 (42)5.3误差分析 (42)6 结论 (44)参考文献 (45)附图A 源程序 (46)附录B 总电路图 (55)致谢 (56)1 前言1.1 课题研究的背景及意义随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理数据处理以及数字信号处理（DSP）等领域。
基于单片机AT89c51的数字万用表设计
摘要:本次设计用单片机芯片AT89c51 设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51 单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD 转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809 数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S51 单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ 震荡电路，显示芯片用TEC6122，驱动8 位数码管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
本文全面、深入、系统地介绍了 4 3/4位智能数字万用表的系统设计与研究。
设计中采用了美国MAXIM公司生产的专配万用表芯片MAX134，以及Intel 公司生产的MCS8051单片机。
整个系统结构由MAX134外加一些外围元件构成，然后再与单片机8051相连，驱动LED数码显示。
文章主要介绍了MAX134的性能特点、内部结构、数字接口、输入输出数据及一些功能和原理。
整个设计包括硬件电路设计及软件设计。
硬件电路设计包括处理器、外部设备元件的选择及电路设计，而软件设计则主要是实现仪表的各功能的控制。
关键词数字万用表 AT89S51 单片机 AD转换与控制AbstractThis design is design a digital universal meter with chip AT89s51 of one-chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89S51 one-chip computer as the top management chip, the electricity is restored to the throne the circuit and 11.0592MHZ and shaken the circuit to match on RC, show that the chip uses TEC6122, urge 8 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the real-time character of the security system.In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89S51 one-chip computer as the top management chip, the electricity is restored to the throne the circuit and 11.0592MHZ and shaken the circuit to match on RC, show that the chip uses TEC6122, urge 8 numbers to be in charge of showing.Keyword: Digital universal meter AT89S51 one-chip computer AD changes and controls目录摘要 (i)Abstract (i)1. 绪论 (4)1.1 数字万用表的主要特点 (4)1.2 数字万用表设计背景 (6)1.2.1 数字万用表的设计目的和意义 (6)1.2.2 数字万用表的设计依据 (6)1.2.3 数字万用表的设计目的和意义 (6)1.3万用表发展趋势 (7)2. 数字万用表总体设计方案 (8)2.1数字万用表的基本原理 (8)2.2数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (15)3. 选用芯片介绍及硬件电路设计方案 (16)3.1 芯片选择及功能简介 (16)3.1.1 AT89c51 芯片功能特性描述 (16)3.1.2 ADC0809 介绍 (19)3.1.2 TEC6122 简述 (21)3.2设计方案及数字万用表的硬件设计 (24)3.2.1 设计方案 (24)3.2.2 数字万用表的硬件设计 (26)3.2.2.1 分模块详述系统各部分的实现方法 (26)3.2.2.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (32)3.2.2.1电路的工作过程描述 (32)4. 系统软件与流程图 (33)4.1 电路功能模块 (33)4.2系统总流程图 (33)4.3物理量采集处理流程 (2)4.4电压测量过程流程图 (3)4.5电流的测量过程流程图 (4)4.6电阻的测量过程流程图 (5)4.7电容测量过程流程图 (6)结论 (7)致谢 (8)参考文献 (9)附录 (9)1 绪论随着微电子技术的高速发展，单片机的功能集成化，智能仪器也发展到了一个新的阶段。
基于单片机的数字万用表设计
JS目：基于单片机的数字牙用表按it院系:« 名:学号:专 4 年级: 指导教Uh巩称: 完域日期:本设计用单片机芯片AT89C51设it-f数字牙用表，能够測量交、直流电压值，交、直流电流，电皿，四位数昭显示。
此系貌由分渣电皿、分压电叽、基准电皿、51 单片机最小系貌、显示部分、报警部分、A/D转换和控制部分组成。
本设it Hit对JI用表硕件以及软件部分的实现来展开。
研究内容色IS两册分：硕件和软件。
为便系统更加稳定，使系统整体精度倡以保障,本电路使用了ADC0809 数专换范片，单片机系统设廿呆用AT89C51单片机作为主腔芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ振蒲电路,显示芯片用TEC6122,驱动8位数码管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系貌的实时性。
关罐词：数字JJ用表；A/D转换和控斟；AT89C51单片机目录1绪论11.1数字万用表研究背景、目的和恿义11.2国内外研究现状11.3研究内容和重点解决的问题11.4章节安排22数字II用表的基本原理32.1直流电压测量原理32.2交流电压测量原理42.3直流电流测量原理42.4交流电流测量原理52.5电阻濾量原理63数字II用表硕件介绍与设计83.1硬件系貌部分芯片介绍83.1.1 AT89C51 芯片简介83.1.2ADC0809 芯片介鉛83.1.3 TEC6122 简述133.2数字牙用表硬件设廿133.2.1分模斛述系统各部分实现方法133.2.2电路工作过程描述184系统軟件设计与流程图184.1电路功能模加84.2系躱总流程图194.3电压测量流程图194.4电流、电阻测量流程图20结论20参考文献21致谢22附录231.1数字牙用表研究背景、目的和克义传貌的指it式牙用表助能单一不能满足数字化时代的需求，数字牙用表是利用模数转换原理,将被测量数据转化为数字量,并将测量结果以数字的形式显示岀来的一种测量仪表。
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题目：基于单片机的数字万用表设计院系: 机电工程系专业: 机电一体化学号:姓名:指导教师:完成日期:摘要本次设计用单片机芯片AT89s52设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容，四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障，本电路使用了AD0809数据转换芯片，单片机系统设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路，显示芯片用TEC6122，驱动8位数码管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短，这样保证了系统的实时性。
关键词数字万用表AT89S52单片机AD转换与控制)目录目录摘要 (ii)Abstract ............................................... 错误!未定义书签。
绪论 .. (4)1. 数字万用表设计背景 (6)1.1数字万用表的设计目的和意义 (6)1.2 数字万用表的设计依据 (6)1.3数字万用表设计重点解决的问题 (6)2 数字万用表总体设计方案 (6)2.1数字万用表的基本原理 (6)2.2 数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (12)2.3硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (13)2.3.1 设计方案 (13)2.3.2 芯片选择及功能简介 (14)2.4数字万用表的硬件设计 (24)2.4.1分模块详述系统各部分的实现方法 (24)2.4.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (29)2.4.3 电路的工作过程描述 (29)3. 系统软件与流程图 (30)3.1 电路功能模块 (30)3.2系统总流程图 (30)3.3物理量采集处理流程 (32)3.4电压测量过程流程图 (32)3.5电流的测量过程流程图 (34)3.6电阻的测量过程流程图 (35)3.7电容测量过程流程图 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)绪论数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。
它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量转换成不连续的、离散的数字形式并加以显示的仪表。
传统的指针式万用表功能单精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片的数字万用表，精度高、抗干扰能力强，可扩展尾强、集成方便，目前，由各种单片机芯片构成的数字电万用表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。
数字万用表具有以下几点特点：1）．显示清晰直观，计数准确为了提高观察的清晰度，新型的手持式数字用用表（HDMM）已普遍采用字高为26mm 的大屏幕LCD（液晶显示器）。
有些数字万用表还增加了背光源，以便于夜间观察读数。
2）．显示位数数字万用表的显示位数通常为3位半到8位半。
3）．准确度高准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。
它表示测量结果与真值的一致程度，也反映了测量误差的大小，准确度愈高，测量误差愈小。
数字万用表的准确度远优于指针万用表。
4）．分辨力高数字万用表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称作仪表的分辨力，宏观世界反映了仪表灵敏度的高低。
分辨力随显示位数的增加而提高。
5）．测试功能强数字万用表不公可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV）、直流电流（DCA）、交流电流（ACA）、电阻（Ω）、二极管正向压降（Uf）、等等。
新型数字万用表大多增加了下述测试功能：读数保持（HOLD）、逻辑（LOGIC）测试等等。
6）．测量范围宽数字万用表可满足常规电子测量的需要。
智能数字万用表的测量范围更宽。
7）．测量速率快数字万用表在每秒钟内对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/秒”。
它主要取决于A/D转换器的转换速率。
一般数字万用表的测量速率为2~5次/秒。
有的能达到20次/秒以上，另有的一些比这个还要高得多。
数字万用表可满足不同用户对测量速率的需要。
8）．输入阻抗高数字万用表电压挡具有很高的输入阻抗，通常为10~10000MΩ，从被测电路上吸取的电流小，不会影响被测信号源的工作状态，能减小由信号源内阻引起的测量误差。
9）．集成度高，微功耗新型数字万用表普遍采用CMOS大规模集成电路的A/D转换器，整机功耗很低，3位半，4位半手持式数字万用表的整机功耗仅几十毫瓦，可用9V叠层电池供电。
10）．保护功能完善，抗干扰能力强数字万用表具有比较完善的保护电路，过载能力强，新型数字万用表还增加了高压保护器件，能防止浪涌电压。
本设计就是基于这个基础设计一个基于单片机的数字万用表。
该设备具有直观简单的优点。
并且能深入的说明万用表的测量原理。
能直观的了解万用表各个部分的结构和测试原则。
总体设计方案1. 数字万用表设计背景在本章中主要介绍了系统的设计原则和总体方案及系统概述等。
1.1数字万用表的设计目的和意义数字万用表是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量，已被广泛应用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。
随着时代科技的进步，数字万用表的功能越来越强大，把电量及非电量的测量技术提高到崭新水平。
1.2 数字万用表的设计依据根据数字万用表的原理，结合以下的设计要求：“设计一个数字万用表，能够测量交、直流电压值，直流电流、直流电阻，四位数码显示。
实现多级量程的直流电压测量，其量程范围是200mv、2v ,20v,200v和500v.实现多级量程的交流电压测量，其量程范围是200mv、2v ,20v,200v和500v.实现多级量程的直流电流测量，其量程范围是2mA ，20mA，200mA、2A和20A.实现多级量程的电阻测量，其量程范围是200、2k ,20k,200k和2M。
”以及电容测量电路。
由此设想出以下的解决方法，即数字万用表的系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定，使系统整体精度得以保障。
1.3数字万用表设计重点解决的问题本设计重点要解决的问题是对不同量程的各种测量内容的转换，还有就是各部分电路组合成一个完整的数字万用表，而难点解决的问题就是程序的设计，要保正其可行性从而保证设计的正确性。
2 数字万用表总体设计方案2.1数字万用表的基本原理数字万用表的最基本功能是能够测量交直流电压，交直流电流，还有能够测量电阻，数字万用表的基本组成见图2.1。
图2.1数字万用表的基本组成下面我们分别介绍各个部分的组成：1）、模数(A/D)转换与数字显示电路常见的物理量都是幅值(大小)连续变化的所谓模拟量(模拟信号)。
指针式仪表可以直接对模拟电压、电流进行显示。
而对数字式仪表，需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号，再进行显示和处理(如存储、传输、打印、运算等)。
数字信号与模拟信号不同，其幅值(大小)是不连续的。
这种情况被称为是“量化的”。
若最小量化单位(量化台阶)为∆，则数字信号的大小一定是∆的整数倍，该整数可以用二进制数码表示。
但为了能直观地读出信号大小的数值，需经过数码变换(译码)后由数码管或液晶屏显示出来。
例如，设∆=0.1mV，我们把被测电压U与∆比较，看U是∆的多少倍，并把结果四舍五入取为整数N(二进制)。
一般情况下，N≥1000即可满足测量精度要求(量化误差≤1/1000=0.1%)。
最常见的数字表头的最大示数为1999，被称为三位半(132)数字表。
对上述情况，我们把小数点定在最末位之前，显示出来的就是以mV为单位的被测电压U的大小。
如：U是∆(0.1mV)的1234倍，即N=1234，显示结果为123.4(mV)。
这样的数字表头，再加上电压极性判别显示电路，就可以测量显示-199.9～199.9mV 的电压，显示精度为0.1mV。
由上可见，数字测量仪表的核心是模数(A/D)转换、译码显示电路。
A/D转换一般又可分为量化、编码两个步骤。
2) 、多量程数字电压表原理在基准数字电压表头前面加一级分压电路(分压器)，可以扩展直流电压测量的量程。
如图2.2所示，0U 为电压表头的量程(如200mV )，r 为其内阻(如10M Ω)，1r 、2r 为分压电阻，10U 为扩展后的量程。
图2.2分压电路原理 图2.3多量程分压器原理由于r>>r2，所以分压比为21200r r r U U i += 扩展后的量程为02210U r r r U i +=多量程分压器原理电路见图2.3，5档量程的分压比分别为1、0.1、0.01、0.001和0.0001，对应的量程分别为2000V 、200V 、20V 、2V 和200mV 。
采用图3的分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在小量程档明显降低了电压表的输入阻抗，这在实际使用中是所不希望的。
所以，实际数字万用表的直流电压档电路为图2.4所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到同样的分压效果。
图2.4 使用分压电路例如：其中200V 档的分压比为001.010*********==+++++M k R R R R R R R其余各档的分压比可同样算出。
实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来确定各分压电阻的。
如先确定M R R R R R R 1054321=++++＝总再计算2000V 档的电阻K R R 10001.05＝总=再逐档计算4R 、5R 、2R 、1R 。
尽管上述最高量程档的理论量程是2000V ，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑，规定最高电压量限为1000V 。
换量程时，多刀量程转换开关可以根据档位自动调整小数点的显示，使用者可方便地直读出测量结果。
3）、多量程数字电流表原理测量电流的原理是：根据欧姆定律，用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压，再进行测量。
如图2.5，由于r R ，取样电阻R 上的电压降为 i i U I R =即被测电流i i U I R =图2.5电流测量原理 图2.6多量程分流器电路若数字表头的电压量程为0U ，欲使电流档量程为0I ，则该档的取样电阻(也称分流电阻)为 00U R I =如0U =200mV ，则0I =200mA 档的分流电阻为1R =Ω。
多量程分流器原理电路见图2.6。
图2.6中的分流器在实际使用中有一个缺点，就是当换档开关接触不良时，被测电路的电压可能使数字表头过载，所以，实际数字万用表的直流电流档电路为图2.7所示。
图2.7中各档分流电阻的阻值是这样计算的：先计算最大电流档的分流电阻5R )(1.022.050Ω===m s I U R再计算下一档的4R )(9.01.02.02.05404Ω=-=-=R I U R m依次可计算出5R 、2R 和1R 。