三位半数字万用表设计
M-830B数字万用表的安装与调试
M-830B数字万⽤表的安装与调试学校代码学号分类号密级本科实训报告院系名称专业名称年级学⽣姓名指导⽼师年⽉⽇M-803B数字万⽤表⾯板布置，它采⽤⼀⽚44脚AME7106⼤规模集成电路芯⽚，以双积分A/D转换器为核⼼，并配以过载保护电路，使之成为⼀台性能优越⼩巧的⼿持式三位半数字多⽤表，可⽤来测量直流和交流电压、直流电流、电阻等参数。
1 M-830B数字万⽤表电路原理图M-830B数字万⽤表电路原理图如图1所⽰，双积分A/D转换器AME7106为44脚集成电路，其引脚功能如表1所⽰，⼆极管VD1型号为1N4007⼀只。
表1 引脚功能图1 M-830B数字万⽤表电路原理图2 M-830B数字万⽤表⼯作原理虽然数字万⽤表种类很多，但基本⼯作原理则是⼤同⼩异。
都是把被测的模拟量转化成数字量显⽰。
所以最关键的是模数转换电路。
它主要由直流数字电压表DVM(Digital Vo1tMeter)，它由阻容滤波器、前置放⼤器、模数转换器A／D(Anal0g⼀to—Digital)、发光⼆极管显⽰器LED(LiGht EnittingDiode)或液晶显⽰器LCD(Light Crystal Disdiay)及保护电路等组成。
在数字电压表的基础上再增加交流⼀直流转换器AC／DC、电流⼀电压转换器I／v和电阻⼀电压转换器Ω／V，就构成了数字万⽤表的基本部分。
当然，由于具体结构的不同，功能的强弱不同，每种表还有其各⾃复杂程度不同的特殊附加电路。
3直流电流档、直流电压档、电阻档及交流各档位的⼯作原理数字万⽤表的表头为200mV的双积分式电压表，其输⼊阻抗很⾼。
在电压表头的基础上，⽤电压表头测量电流取样电阻上的电压，可以构成了不同量程的直流电流表。
在电压表头的基础上，⽤电压表头测量串联分压取样电阻上的电压，可以构成了不同量程的直流电压表。
数字万⽤表是有源的，内部具有有源放⼤器。
利⽤运算放⼤器的R/V转换电路，可以构成线性欧姆表。
(整理)DT-830数字万用表.
DT-830数字万用表DT-830数字万用表（以下简称DT-830）是一种321位袖珍仪表。
与一般针式万用表相比，该表具有测量精度高，显示直观，可靠性好，功能全，体积小等优点。
另外，它还具有自动调零和显示极性，超量程显示，低压指示等功能，装有快速熔丝管过流保护电路和过压保护元件。
一、工作原理图3-8是DT-830万用表原理方框图，模/数（A/D）转换是本仪表的主要部件，这里采用7106型单片CMOS A/D转换器，被测电压一律经分压折算成直流200mV以内送入7106进行A/D变换和测量，交流电压还需经交/直转换后，变成直流电压方可送入7106；由于7106A/D转换器始终接受0-200mV直流电压信号，因此，交、直流电流测量时，需经过分流器，实现I/V转换。
DT-830万用表的各种测试功能原理如下：直流电压的测量。
直流电压的测量电路如图3-9所示，图中“IN+、IN-”是7106模拟量输入的正端和负端，斜线区域代表导电橡胶，用来连接7106和LCD。
R7 +W2,R8 ,R9 ,R10,R11 +R12等电阻（含可调电阻W2）构成电阻分压器，它将基本量程200mV扩展成五个量程，使其最大量程为1000V。
7106不仅含有双积分型A/D转换器，而且还有数据锁存器、译码器和驱动器等，可直接驱动液晶式七段显示器（LCD）。
它内部稳定性很高的基准电压源（典型值为2.8伏）。
被测电压经电阻分压器送入7106后，使LCD显示出测量值。
直流电压测量电路见图3.37。
利用电阻分压器可将200mv 的基本量程扩展成5量程直流数值电压表，5个电压量程依次为200mv ，2v ，20v ，200v ，1000v 。
1R~ 7R为分压电阻，均采用误差为0.5%的精密金属膜电阻。
分压器总阻值为10M Ω，各档的分压比由量程开关2S来控制。
2V 档： 2V ×K K100001000 = 200mV20V 档： 20V ×KK10000100 = 200mV200V 档： 200V × K K1000010 = 200mV1000V 档： 1000V × KK100001 = 200mV直流电流测量电路见图3.38。
三位半数字万用表设计
河北建筑工程学院课程设计报告课程名称：电子技术综合课程设计题目名称: 3位半数字万用表设计学院：电气工程学院专业：电子信息工程班级：电子 132 学号： 2013315202 学生姓名：李天明指导教师：魏建新职称：高级实验师成绩: 2015年7 月 12日一、摘要万用表结构简单、便于携带、使用方便、用途多样、量程范围广。
它是维修电子设备和调试电路的重要工具，是电子工程技术人员最常用的一种测量仪表。
设计目的是培养独立思考和创新意识，以及动手调试组装能力和分析解决问题的能力。
通过对mc14433的设计，检验对基础知识的掌握程度。
二、关键字1、三位半A／D转换器MC14433在数字仪表中，MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A、D转换器。
和其它典型的双积分A/D转换器类似，MC14433A／D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。
如果必要设计应用者可参考相关参考书。
使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片内RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A／D转换。
MC14433内部模拟电路实现了如下功能：（1）提高A／D 转换器的输入阻抗，使输入阻抗可达l00M僖陨希唬?2）和外接的RI、CI构成一个积分放大器，完成V ／T 转换即电压-时间的转换；（3）构造了电压比较器，完成“0”电平检出，将输入电压与零电压进行比较，根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”。
比较器的输出用作内部数字控制电路的一个判别信号；（4）与外接电容器C0构成自动调零电路。
图 1 MC14433原理框图除“模拟电路”以外，MC14433 内部含有四位十进制计数器，对反积分时间进行3位半BCD码计数(0～1999)，并锁存于三位半十进制代码数据寄存器，在控制逻辑和实时取数信号(DU)作用下，实现A／D转换结果的锁定和存储。
借助于多路选择开关，从高位到低位逐位输出BCD码Q0～Q3，并输出相应位的多路选通脉冲标志信号DS1～DS4实现三位半数码的扫描方式（多路调制方式）输出。
数字万用表设计实验
数字万用表设计实验By 金秀儒物理三班Pb05206218实验题目：数字万用表设计实验 学号：pb05206218姓名：金秀儒实验目的：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实验仪器：1. DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪2. 三位半或四位半数字万用表实验原理：数字万用表的基本组成图1 数字万用表的基本组成模数（A/D ）转换与数字显示电路数字信号与模拟信号不同，其幅值（大小）是不连续的。
将被测量与最小量化单位比较，并把结果四舍五入取整后变为十进制起段显码显示出来。
一般N ≥1000即可满测量精度要求。
常见数字表头最大示数为1999，称为三位半（213）数字表。
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。
本实验用实验仪，核心为一个三位半数字表头，由数字表专用A/D 转换译码驱动集成电路和外围元件、LED 数码管构成。
该表头有７个输入端，包括２个测量电压输入端（IN +、IN-）、２个基准电压输入端（V REF+、V REF -）和３个小数点驱动输入端。
数字显示屏（LED 或液晶）模数转换，译码驱动基准电压 小数点驱动（配合被测量与量程）过压过流保护过压过流保护分档电阻（量程转换）分压器（量程转换）分流器（量程转换）交流直流变换器 （放大、整流、滤波）直流 被测量 输 入交流V REF电流电压电阻 V IN直流电压测量电路在数字电压表头前加分压器，可扩展直流电压测量的量程。
如图：分压比为 2120rr r U U i += 扩展后的量程为 02210U r r r U i +=考虑到电压表的输入阻抗，设计实用分压电路如图：R 总=R1 +R2 +R3 +R4 +R5各档的分压比为：200mV:( R1 +R2 +R3 +R4 +R5)/ R 总=12 V:( R2 +R3 +R4 +R5)/ R 总=0.1 20V:( R3 +R4 +R5)/ R 总=0.01 200V:( R4 +R5)/ R 总=0.0012000V: R5/ R 总=0.0001出于耐压和安全考虑，最高电压限为 1000V 。
数字万用表 DT830 型 使用说明
数字万用表的使用说明一．概述DT830型数字万用表是三位半液晶显示小型数字万用表。
它可以测量交、直流电压和交、直流电流，电阻、电容、三极管β值、二极管导通电压和电路短接等，由一个旋转波段开关改变测量的功能和量程，共有30档。
本万用表最大显示值为±1999，可自动显示“0”和极性，过载时显示“1”或“－1”，电池电压过低时，显示“←”标志，短路检查用蜂鸣器。
二．技术特性1．测量范围⑴交、直流电压（交流频率为45Hz～500Hz）；量程分别为200mV、2V、20V和1000五档，直流精度为±（读数的0.8％＋2个字）以下，交流精度为±（读数的1％＋5个字）；输入阻抗，直流档为10MΩ，交流档为10MΩ、100PF。
⑵交、直流电流量程分别为200μA、2mA、200mA和10A五档，直流精度为±（读数的1.2％＋2个字），交流精度为±（读数的2.0％＋5个字），最大电压负荷为250mV（交流有效值）。
⑶电阻：量程分别为：200Ω、2kΩ、200kΩ、20MΩ和20MΩ六档。
精度为±（读数的2.0％＋3个字）。
⑷二极管导通电压：量程为0～1.5V，测试电流为1mA±0.5 mA。
⑸三极管β值检测：测试条件为：VCE＝2.8V，IB＝10μA。
⑹短路检测：测试电路电阻＜20Ω±10Ω2．采样时间：T S＝0.4S。
三．面板及操作说明1．显示器三位半数字液晶显示屏2．电源开关按下，则接通电源，不用时应随手关断。
3．电容测量插座测量电容时，将电容引脚插入插座中。
4．功能量程开关选择不同的测量功能和量程。
5． 10A电流插孔（不能测量大于10A电流）当测量大于200mA、小于10A的交、直流电流时，红表笔应插入此10A电流插孔。
6．电流插孔当测量小于200mA的交、直流电流时，红表笔应插入此电流插孔。
7． V/Ω插孔当测量交、直流电压、电阻、二极管导通电压和短路检测时，红表笔应插入此V/Ω插孔。
数字万用表的四位半，三位半都是什么意思？
数字万⽤表的四位半，三位半都是什么意思？
数字万⽤表或⼀些数字仪表的位数规定：
1、能显⽰0⾄9所有数字的位是整数值。
2、分数位的数值以最⼤显⽰值中最⾼位的数字为分⼦，以满量程时最⾼位的数字为分母。
如某数字万⽤表最⼤显⽰值为19999，满量程计数值为20000，这表明该表有4个整数位，⽽分数值的分⼦为1，分母为2，故称4⼜1/2位，其最⾼位只能显⽰0或1。
3⼜1/2位的最⾼位只能显⽰0或1，最⼤显⽰值为1999；3⼜2/3位的最⾼位可显⽰0⾄2，最⼤显⽰值为2999；3⼜3/4位的最⾼位可显⽰0⾄3，最⼤显⽰值为3999。
同理，5⼜1/2位、6⼜1/2位等均是如此道理。
使⽤时最好既不要⽋量程，也不要过量程。
尽可能减⼩测量误差。
参见图⽚“安捷伦6 1/2位万⽤表”
图中从左到右：“-”为符号位，“0”为“1/2”位，只能显⽰0或1；
“9及56789”为6位。
实验二十八数字万用表设计性实验
实验⼆⼗⼋数字万⽤表设计性实验实验⼆⼗⼋数字万⽤表设计性实验⼀、实验内容：1、制作量程200mA的微安表（表头）；2、设计制作多量程直流电压表；3、设计制作多量程直流电流表；⼆、实验仪器：三位半数字万⽤表三、实验原理1、数字万⽤表的组成数字万⽤表的组成见图28.1。
图28.1 数字万⽤表的组成数字万⽤表其核⼼是⼀个三位半数字表头，它由数字表专⽤A/D转换译码驱动集成电路和外围元件、LED数码管构成。
该表头有7个输⼊端，包括2个测量电压输⼊端(IN+、IN-)、2个基准电压输⼊端(V REF+、V REF -)和3个⼩数点驱动输⼊端。
2、直流数字电压表头“三位半数字表头”电路单元的功能:将输⼊的两个模拟电压转换成数字，并将两数字进⾏⽐较，将结果在显⽰屏上显⽰出来。
利⽤这个功能，将其中的⼀个电压输⼊作为公认的基准，另⼀个作为待测量电压，这样就和所有量具或仪器的测量原理⼀样，能够对电压进⾏测量了。
见图28.2。
图28.2 200mV(199.9mV)直流数字电压表头及校准电路3、多量程直流数字电压表在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28.3所⽰，U 0为电压表头的量程(如200mV)，r 为其内阻(如10M Ω)，r 1、r 2为分压电阻，U i0为扩展后的量程。
图28.3 分压电路原理图28.4多量程分压器原理电路多量程分压器原理电路见图28.4。
图28.5 实⽤分压器电路采⽤图28.4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5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。
数字电压表 0～U 00～U i0 r 1r 2 r IN+IN-U 动U4、多量程直流数字电流表测量电流的原理是：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。
数字万用表DT830的使用说明
数字万用表DT830的使用说明一．概述DT830型数字万用表是三位半液晶显示小型数字万用表。
它可以测量交、直流电压和交、直流电流，电阻、电容、三极管β值、二极管导通电压和电路短接等，由一个旋转波段开关改变测量的功能和量程，共有30档。
本万用表最大显示值为±1999，可自动显示“0”和极性，过载时显示“1”或“－1”，电池电压过低时，显示“←”标志，短路检查用蜂鸣器。
二．技术特性1．测量范围⑴交、直流电压（交流频率为45Hz～500Hz）；量程分别为200mV、2V、20V和1000五档，直流精度为±（读数的0.8％＋2个字）以下，交流精度为±（读数的1％＋5个字）；输入阻抗，直流档为10MΩ，交流档为10MΩ、100PF。
⑵交、直流电流量程分别为200μA、2mA、200mA和10A五档，直流精度为±（读数的1.2％＋2个字），交流精度为±（读数的2.0％＋5个字），最大电压负荷为250mV（交流有效值）。
⑶电阻：量程分别为：200Ω、2kΩ、200kΩ、20MΩ和20MΩ六档。
精度为±（读数的2.0％＋3个字）。
⑷二极管导通电压：量程为0～1.5V，测试电流为1mA±0.5 mA。
⑸三极管β值检测：测试条件为：VCE＝2.8V，IB＝10μA。
⑹短路检测：测试电路电阻＜20Ω±10Ω2．采样时间：T S＝0.4S。
三．面板及操作说明1．显示器三位半数字液晶显示屏2．电源开关按下，则接通电源，不用时应随手关断。
3．电容测量插座测量电容时，将电容引脚插入插座中。
4．功能量程开关选择不同的测量功能和量程。
5．10A电流插孔（不能测量大于10A电流）当测量大于200mA、小于10A的交、直流电流时，红表笔应插入此10A电流插孔。
6．电流插孔当测量小于200mA的交、直流电流时，红表笔应插入此电流插孔。
7．V/Ω插孔当测量交、直流电压、电阻、二极管导通电压和短路检测时，红表笔应插入此V/Ω插孔。
三位半数字万用表的设计思路
三位半数字万用表的设计思路一、引言三位半数字万用表是一种常用的电子测量仪器，广泛应用于电子、电工、通信等领域。
其设计思路主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
本文将从这两个方面分别进行阐述。
二、硬件设计思路1. 选择合适的芯片：三位半数字万用表的核心是ADC（模数转换器）芯片，需要选择性能稳定、精度高的芯片。
同时，还需要选择合适的运算放大器、参考电压源等辅助芯片。
2. 输入电路设计：为了保证测量的准确性和可靠性，需要设计合适的输入电路。
常见的输入电路包括电压放大电路、电流放大电路、电阻测量电路等。
3. 选择合适的显示器件：三位半数字万用表的显示部分通常采用LCD液晶显示屏，其优点是功耗低、可视角度大。
此外，还需要选择合适的按键、旋钮等输入设备，以方便用户操作。
4. 电源设计：为了保证测量仪器的长时间稳定工作，需要设计合适的电源电路。
常见的电源电路包括直流稳压电源、电池供电等。
三、软件设计思路1. 测量模式选择：三位半数字万用表通常具备多种测量模式，如电压测量、电流测量、电阻测量等。
在软件设计中，需要实现测量模式的选择和切换功能。
2. 采样和转换：软件需要实现对输入信号的采样和模数转换。
通常采用的方法是采样并存储一定数量的采样点，然后进行模数转换。
3. 数据处理和显示：软件还需要对采样得到的数据进行处理，如进行平均值计算、单位换算等。
最后，将处理后的数据显示在液晶屏上。
4. 软件校准：为了保证测量仪器的准确性，软件中通常还会加入校准功能。
校准过程可以通过与标准信号比较，得到修正系数，以提高测量的准确性。
四、其他设计要点1. 外壳设计：三位半数字万用表的外壳通常采用防护性能好的塑料材料，以保护内部电路免受外界干扰和损坏。
2. 人机交互设计：为了方便用户的使用，万用表还需要设计合理的人机交互界面。
例如，可以在液晶屏上显示测量结果和单位，并通过按键或旋钮实现功能选择和数值调节。
3. 安全保护设计：电子测量仪器对用户的安全至关重要，设计时需要考虑到各种可能的危险情况，并采取相应的保护措施，如过载保护、绝缘保护等。
数字万用表设计实验报告
数字万用表设计性实验赵龙宇 PB06005068一、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。
而数字万用表则没有这些问题，换挡时小数点自动显示，所有测量挡都可以直接读数，不用换算、倍乘。
⑹自动调零由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后使用时无需调校，比指针式万用表方便许多。
DT830B数字万用表
第一章 DT830B数字万用表一、课程设计的目的1.了解数字万用表特点和发展趋势；2.熟悉万用表装配技术的基本工艺过程；3.认识液晶显示器件；4.根据技术指标测试数字万用表的主要参数；5.安装制作一台数字万用表；二、实验仪器1．DT830B数字万用表散件一套2. 万用表装配说明书、使用说明书3. 电烙铁一个4. 焊锡、松香等5. 实验用标准数字万用表一台6. 待测电阻、电源若干7. 螺丝刀、镊子、剪刀等三、设计内容1.电路的实际应用意义它能够让我们客观的认识电路和认识电阻的大小，从而让我们更好的了解焊接的重要性。
2.电路的原理DT830B数字万用表电路原理如图1所示，它是三位半数字万用表。
数字万用表的核心是以ICL7106A/D转换器为核心的数字万用表。
A/D转换器将0~2V范围的模拟电压变成三位半的BCD码数字显示出来。
将被直流电压、交流电压、直流电流及电阻等物理量变成0~2V的直流电压，送到ICL7106的输入端，即可在数字表上进行检测。
为检测大于2V的直流电压，在输入端引入衰减器，将信号变为0~2V，检测显示时再放大同样的倍数。
检测交流电压，首先必须将被测输入信号作衰减，与上述直流电压检测是相同的。
衰减之后的交流电压还要进行精密整流，变成直流电压后才能进入A/D转换器。
检测直流电流，首先必须将被测电流变成0~2V的直流电压即实现衰减与I/V变换。
衰减是有精密电阻构成的具有不同分流系数的分流器完成。
电阻的检测是利用电流源在电阻上产生压降。
因为被测电阻上通过的电流是恒定的，所以在被测电阻上产生的压降与其阻值成正比，然后将得到的电压信号送到A/D转换器进行检测3.元器件的识别与检测方法（一）电阻：识别：普通电阻使用色环作为阻值的标识，市场上现多为5色环电阻。
其阻值的识别方法是：前三道色环表示有效值，第四道色环表示乘以10的N次幂，N=颜色表示的值（见表1）。
第五道色环表示电阻的误差范围。
在四色环电阻中，前两色环表示有效值，第三道色环表示乘以10的N次幂，N=颜色所代表的值。
数字电表原理及万用表设计
DH6505A数字电表原理及万用表设计（实验指导书）实验DH6505A数字电表原理及万用表设计使用说明书数字电表以它显示直观、准确度高、分辨率强、功能完善、性能稳定、体积小易于携带等特点在科学研究、工业现场和生产生活中得到了广泛应用。
数字电表工作原理简单，完全可以让同学们理解并利用这一工具来设计对电流、电压、电阻、压力、温度等物理量的测量，从而提高大家的动手能力和解决问题能力。
［实验目的］1、了解数字电表的基本原理及常用双积分模数转换芯片外围参数的选取原则、电表的校准原则以及测量误差来源。
2、了解万用表的特性、组成和工作原理。
3、掌握分压、分流电路的原理以及设计对电压、电流和电阻的多量程测量。
4、了解交流电压、三极管和二极管相关参数的测量。
5、通过数字电表原理的学习，能够在传感器设计中灵活应用数字电表。
［实验仪器］1、D H6505A数字电表原理及万用表设计实验仪。
2、四位半通用数字万用表。
（自备）3、示波器。
（自备）4、Z X25a电阻箱。
（自备）［实验原理］一、数字电表原理常见的物理量都是幅值大小连续变化的所谓模拟量，指针式仪表可以直接对模拟电压和电流进行显示。
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。
数字信号与模拟信号不同，其幅值大小是不连续的，就是说数字信号的大小只能是某些分立的数值，所以需要进行量化处理。
若最小量化单位为.■:，则数字信号的大小是■ ■：的整数倍，该整数可以用二进制码表示。
设.：=0.1 mV，我们把被测电压U与厶比较，看U 是厶的多少倍，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w 1/1000=0.1%）。
所以，最常见的数字表头的最大示数为1999, 被称为三位半（3 1/2）数字表。
如：U是厶（0.1 mV）的1861倍，即N=1861，显示结果为186.1（mV）。
三位半数字万用表
三位半数字万⽤表第⼀章系统概述1.1 课程设计的⽬的与要求课程设计的主要⽬的，是通过电⼦技术的综合设计，熟悉⼀般电⼦电路综合设计过程、设计要求、完成的⼯作内容和具体的设计⽅法。
通过设计也有助于复习、巩固以往的学习模电、数电内容，达到灵活应⽤的⽬的。
在设计完成后，还要将设计的电路进⾏安装、调试以加强学⽣的动⼿能⼒。
在此过程中培养从事设计⼯作的整体观念。
课程设计应强调以能⼒培养为主，在独⽴完成设计任务同时注意多⽅⾯能⼒的培养与提⾼，主要包括以下⽅⾯：1、独⽴⼯作能⼒和创造⼒。
2、综合运⽤专业及基础知识，解决实际⼯程技术问题的能⼒。
3、查阅图书资料、产品⼿册和各种⼯具书的能⼒。
4、熟悉常⽤电⼦仪器操作使⽤和测试⽅法。
5、⼯程绘图能⼒。
6、写技术报告和编制技术资料的能⼒。
题⽬：设计3 1/2数字万⽤表具体要求：（⼀）根据题⽬，利⽤所学知识，通过上⽹或到图书馆查阅资料，设计实现数字万⽤表的⽅案，须采⽤中⼩规模集成电路、MC14433A/D转换器等电路进⾏设计，写出已确定⽅案详细⼯作原理，计算出参数。
（⼆）技术指标：1、测量直流电压1999-0001V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；测量交流电压1999-199V。
2、交、直流电流；3、电阻、电容；4、三位半数字显⽰。
1.2 ⽅案设计与论证⽅案⼀：根据系统功能实现要求，决定控制系统采⽤AVR单⽚机，A/D转换采⽤其内置的10位AD、四个共阴极LED数码管。
系统除能确保实现要求的功能外，还可以⽅便地进⾏数据通讯上传，存储等扩展功能。
图1.1单⽚机原理图⽅案⼆：采⽤双积分A/D转换器MC14433，七段译码驱动器CD4511，基准电源MC1403。
图1.2MC14433原理框图⽅案三：由ICL7106构成的3 1/2为数字万⽤表原理：该系统采⽤ICL7106、四个共阴极LED数码管，ICL7106内部包括模拟电路（即双积分A/D转换器）、数字电路两⼤部分。
三位半数字式万用表GDM-8135使用手册
电流通过
年精度 15℃-35℃
最大输入电压 导通检测 说明 测试电流 开路电压
电压负荷 反应时间 最大输入电流
5
6
GDM-8135 使用手册
GDM-8135 使用手册
3.操作说明
这部分包括装机和仪器操作。操作这台万用表前应详读并理解这 环境 操作环境 操作温度范围 储存温度范围 湿度范围 概要 最大共模电压 显示器 尺寸 重量 电源 附件 在室内使用。高达海拔 2000 m， 安装等级 III，污染程度 2。 0℃~50℃。 -10℃°70℃。 在 2000kΩ，20MΩ档时为： 0~80%，0℃~35℃。 在其它档时为： 0~90%，0℃~35℃，0~70%，35℃~50℃。 1200V 峰值或 500VDC/AC rms。 7 段式 LED，0.5"高。 95(高)*245(宽)*280(长) m/m。 2.5 公斤。 100V，120V，220V 或 230V AC，10W， 25VA，50~400Hz。 测试导线 x 1 组，操作手册 x 1 本。 部分内容。
装备专用名词 使用 规格 校正， 性能测试 190mV~1200V±0.03% 直流电压电源 障碍修理 直流电流电源 校正,性能测试 190μA~1.9A±0.1% 190mV~1200V(45Hz~10kHz) ±0.1%, 交流电压电源 校正,性能测试 190mV~1200V(10kHz~20kHz) ±0.2%. 190μ~190mA(100Hz~10kHz) ±0.3%, 交流电流电源 性能测试 1.9A(100Hz~3kHz) ±0.3% 10Ω-100Ω±0.06%, 1kΩ~1MΩ±0.015%, 电阻 校正 10MΩ±0.075%. 频率计数器 校正 推荐设备
°Ι × ≡ ÷
Fluke 数字万用表
Fluke 三位半数字万用表福禄克数字万用表主要分为：三位半，四位半，五位半，六位半还有目前精度最高的八位半数字万用表。
Fluke 15B：交直流电压、交直流电流、电阻、电容Fluke 17B：比Fluke 15B 剁了频率、温度测量Fluke 18B：交直流电压、交直流电流、电阻、电容、二极管测量Fluke 115C：交直流电压、交直流电流、电阻、电容、频率、真有效值测量Fluke 116C：比Fluke 115C 多了温度测量（适合HVAC 暖通空调行业）Fluke 117C：和Fluke 115C 参数一样（适合电气技术人员）Fluke 175：直流准确度为0.15%，其他参数与Fluke 115C相同Fluke 177：直流准确度为0.09%，其他参数与Fluke 175相同Fluke 179：比Fluke 177多了温度测试功能Fluke 233：远程数字万用表，显示屏可拆卸Fluke 四位半数字万用表GDM-8246型号：Fluke 87V 数字多用表特点：新推出的Fluke 87V大大改进了测量功能、诊断功能、分辨率和精度，能够更多地解决马达驱动、工厂自动化设备、配电和机电等设备的故障。
型号：Fluke 88V 汽车数字多用表特点：新型的Fluke 88V系列汽车诊断多用表进一步提高的测量功能和排障功能即准确度，可以解决传统汽车和混和动力汽车的更多故障。
型号：Fluke 287 电子记录多用表特点：具有趋势捕获功能的Fluke 287 真有效值电子记录多用表能够快速记录设计性能，并以图形方式显示发生的情况。
凭借其独特的记录和图形功能，用户不必再将记录的读数下载至PC 来分析趋势。
Fluke 287 为手持式多用表融入了前所未有的精度和易用性，大大提升了用户解决问题的能力。
它是要求高精度的苛刻应用领域的终极手持式测量工具。
型号：Fluke 289数字万用表：特点：比Fluke 287 增加的功能：电机驱动器测量、LoZ功能、新50Ω量程，1mΩ分辨率。
DT-830数字万用表
DT-830数字万用表DT-830数字万用表（以下简称DT-830）是一种321位袖珍仪表。
与一般针式万用表相比，该表具有测量精度高，显示直观，可靠性好，功能全，体积小等优点。
另外，它还具有自动调零和显示极性，超量程显示，低压指示等功能，装有快速熔丝管过流保护电路和过压保护元件。
一、工作原理图3-8是DT-830万用表原理方框图，模/数（A/D）转换是本仪表的主要部件，这里采用7106型单片CMOS A/D转换器，被测电压一律经分压折算成直流200mV以内送入7106进行A/D变换和测量，交流电压还需经交/直转换后，变成直流电压方可送入7106；由于7106A/D转换器始终接受0-200mV直流电压信号，因此，交、直流电流测量时，需经过分流器，实现I/V转换。
DT-830万用表的各种测试功能原理如下：直流电压的测量。
直流电压的测量电路如图3-9所示，图中“IN+、IN-”是7106模拟量输入的正端和负端，斜线区域代表导电橡胶，用来连接7106和LCD。
R7 +W2,R8 ,R9 ,R10,R11 +R12等电阻（含可调电阻W2）构成电阻分压器，它将基本量程200mV扩展成五个量程，使其最大量程为1000V。
7106不仅含有双积分型A/D转换器，而且还有数据锁存器、译码器和驱动器等，可直接驱动液晶式七段显示器（LCD）。
它内部稳定性很高的基准电压源（典型值为2.8伏）。
被测电压经电阻分压器送入7106后，使LCD显示出测量值。
直流电压测量电路见图3.37。
利用电阻分压器可将200mv 的基本量程扩展成5量程直流数值电压表，5个电压量程依次为200mv ，2v ，20v ，200v ，1000v 。
1R~ 7R为分压电阻，均采用误差为0.5%的精密金属膜电阻。
分压器总阻值为10M Ω，各档的分压比由量程开关2S来控制。
2V 档： 2V ×K K100001000 = 200mV20V 档： 20V ×KK10000100 = 200mV200V 档： 200V × K K1000010 = 200mV1000V 档： 1000V × KK100001 = 200mV直流电流测量电路见图3.38。
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河北建筑工程学院课程设计报告课程名称：电子技术综合课程设计题目名称: 3位半数字万用表设计学院：电气工程学院专业：电子信息工程班级：电子 132 学号： ********** 学生姓名：***指导教师：***职称：高级实验师成绩: 2015年7 月 12日一、摘要万用表结构简单、便于携带、使用方便、用途多样、量程范围广。
它是维修电子设备和调试电路的重要工具，是电子工程技术人员最常用的一种测量仪表。
设计目的是培养独立思考和创新意识，以及动手调试组装能力和分析解决问题的能力。
通过对mc14433的设计，检验对基础知识的掌握程度。
二、关键字1、三位半A／D转换器MC14433在数字仪表中，MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A、D转换器。
和其它典型的双积分A/D转换器类似，MC14433A／D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。
如果必要设计应用者可参考相关参考书。
使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片内RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A／D转换。
MC14433内部模拟电路实现了如下功能：（1）提高A／D 转换器的输入阻抗，使输入阻抗可达l00M僖陨希唬?2）和外接的RI、CI构成一个积分放大器，完成V／T 转换即电压-时间的转换；（3）构造了电压比较器，完成“0”电平检出，将输入电压与零电压进行比较，根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”。
比较器的输出用作内部数字控制电路的一个判别信号；（4）与外接电容器C0构成自动调零电路。
图 1 MC14433原理框图除“模拟电路”以外，MC14433 内部含有四位十进制计数器，对反积分时间进行3位半BCD码计数(0～1999)，并锁存于三位半十进制代码数据寄存器，在控制逻辑和实时取数信号(DU)作用下，实现A／D转换结果的锁定和存储。
借助于多路选择开关，从高位到低位逐位输出BCD码Q0～Q3，并输出相应位的多路选通脉冲标志信号DS1～DS4实现三位半数码的扫描方式（多路调制方式）输出。
MC14433内部的控制逻辑是A／D 转换的指挥中心，它统一控制各部分电路的工作。
根据比较器的输出极性接通电子模拟开关，完成A／D转换各个阶段的开关转换，产生定时转换信号以及过量程等功能标志信号。
在对基准电压VREF 进行积分时，控制逻辑令4位计数器开始计数，完成A／D 转换。
MC14433内部具有时钟发生器，它通过外接电阻构成的反馈，井利用内部电容形成振荡，产生节拍时钟脉冲，使电路统一动作，这是一种施密特触发式正反馈RC 多谐振荡器，一般外接电阻为360k偈保竦雌德饰?100kHz；当外接电阻为470k偈保竦雌德试蛭?66kHz，当外接电阻为750k偈保竦雌德饰?50kHz。
若采用外时钟频率。
则不要外接电阻，时钟频率信号从CPI(10脚)端输入，时钟脉冲CP 信号可从CPO(原文资料为CLKO)(11脚)处获得。
MC14433内部可实现极性检测，用于显示输入电压UX 的正负极性；而它的过载指示(溢出)的功能是当输入电压Vx 超出量程范围时，输出过量程标志OR（低有效）。
MC14433是双斜率双积分A／D 转换器，采用电压-时间间隔(V／T)方式，通过先后对被测模拟量电压UX和基准电压VREF 的两次积分，将输入的被测电压转换成与其平均值成正比的时间间隔，用计数器测出这个时间间隔对应的脉冲数目，即可得到被测电压的数字值。
双积分过程可以做如下概要理解：首先对被测电压UX 进行固定时间T1、固定斜率的积分，其中T1=4000Tcp。
显然，不同的输入电压积分的结果不同（不妨理解为输出曲线的高度不同）。
然后再以固定电压VREF 以及由RI,CI所决定的积分常数按照固定斜率反向积分直至积分器输出归零，显然对于上述一次积分过程形成的不同电压而言，这一次的积分时间必然不同。
于是对第二次积分过程历经的时间用时钟脉冲计数，则该数N就是被测电压对应的数字量。
由此实现了A／D转换。
积分电阻电容的选择应根据实际条件而定。
MC14433A ／D 转换周期约需16000个时钟脉冲数，若时钟频率为48kHz ，则每秒可转换3次，若时钟频率为86kHz ，则每秒可转换4次。
C14433 采用24引线双列直插式封装，外引线排列，参考右图的引脚标注，各主要引脚功能说明如下： 图 2 MC14433引脚(1) 端：VAG ，模拟地，是高阻输入端，作为输入被测电压UX 和基准电压VREF 的参考点地。
(2) 端：RREF ，外接基准电压输入端。
(3) 端：UX ，是被测电压输入端。
(4) 端：RI ，外接积分电阻端。
(5) 端：RI ／CI ，外接积分元件电阻和电容的公共接点。
(6) 端，C1，外接积分电容端，积分波形由该端输出。
(7) 和 (8) 端：C01和C02，外接失调补偿电容端。
推荐外接失调补偿电容C0取0.1μF 。
(9) 端：DU ，实时输出控制端，主要控制转换结果的输出，若在双积分放电周期即阶段5开始前，在DU 端输入一正脉冲，则该周期转换结果将被送入输出锁存器并经多路开关输出，否则输出端继续输出锁存器中原来的转换结果。
若该端通过一电阻和EOC 短接，则每次转换的结果都将被输出。
(10) 端：CPI (CLKI)，时钟信号输入端。
模拟地 .V AG 1基准电压 V REF 2输入 V 13R1 4 R1/C1 5C1 6 C01 7C02 8DU 9 CLK1 10CLK2 11V EE 12 MC1443324 VDD 正电源 23 Q3 22 Q2 21 Q1 20 Q0 19 千位选通 18 百为选通 17十位选通 16个位选通 15 OR ¯超量程 14 EOC A/D 转换结束标志 13 V 地 积分元件 自动调零电容 实时输出控制端 时钟脉冲输入端 时钟脉冲输出端 负电源 BCD 码输出(11) 端：CPO (CLKO)，时钟信号输出端。
(12) 端：VEE，负电源端，是整个电路的电源最负端，主要作为模拟电路部分的负电源，该端典型电流约为0.8mA，所有输出驱动电路的电流不流过该端，而是流向VSS端。
(13) 端：VSS 负电源端．(14) 端：EOC，转换周期结束标志输出端，每一A／D转换周期结束，EOC端输出一正脉冲，其脉冲宽度为时钟信号周期的1／2。
(15) 端：OR ，过量程标志输出端，当|UX|>VREF 时，OR输出低电平，正常量程OR为高电平。
(16)～(19) 端：对应为DS4～DS1，分别是多路调制选通脉冲信号个位、十位、百位和千位输出端，当DS端输出高电平时，表示此刻Q。
～Q3 输出的BCD 代码是该对应位上的数据。
(20)～（23）端：对应为Q0-Q3，分别是A／D 转换结果数据输出BCD代码的最低位(LSB)、次低位、次高位和最高位输出端。
(24) 端：VDD，整个电路的正电源端2、七段锁存-译码-驱动器CD4511CD4511 是专用于将二-十进制代码(BCD)转换成七段显示信号的专用标准译码器，它由4位锁存器，7段译码电路和驱动器三布分组成。
(1) 四位锁存器(LATCH)：它的功能是将输入的A，B，C 和D代码寄存起来，该电路具有锁存功能，在锁存允许端（LE 端，即LATCHENABLE）控制下起锁存数据的作用。
图 3 CD4511当LE=1时，锁存器处于锁存状态，四位锁存器封锁输入，此时它的输出为前一次LE=0时输入的BCD码；当LE=0时，锁存器处于选通状态，输出即为输入的代码。
由此可见，利用LE 端的控制作用可以将某一时刻的输入BCD代码寄存下来，使输出不再随输入变化。
(2) 七段译码电路：将来自四位锁存器输出的BCD 代码译成七段显示码输出，MC4511中的七段译码器有两个控制端：① LT (LAMP TEST)灯测试端。
当LT = 0时，七段译码器输出全1，发光数码管各段全亮显示；当LT = 1时，译码器输出状态由BI端控制。
② BI (BLANKING)消隐端。
当BI = 0时，控制译码器为全0输出，发光数码管各段熄灭。
BI = 1时，译码器正常输出，发光数码管正常显示。
上述两个控制端配合使用，可使译码器完成显示上的一些特殊功能。
(3) 驱动器：利用内部设置的NPN 管构成的射极输出器，加强驱动能力，使译码器输出驱动电流可达20mA。
CD4511电源电压VDD的范围为5V-15V，它可与NMOS电路或TTL电路兼容工作。
CD4511采用16引线双列直插式封装，引脚分配见右图，真值表参见下图。
使用CD451l时应注意输出端不允许短路，应用时电路输出端需外接限流电阻。
3．七路达林顿驱动器阵列MC1413MC1413采用NPN达林顿复合晶体管的结构，因此具有很高的电流增益和很高的输入阻抗，可直接接受MOS 或CMOS 集成电路的输出信号，并把电压信号转换成足够大的电流信号驱动各种负载．该电路内含有7个集电极开路反相器(也称OC0门)。
MC1413电路结构和引脚如图3所示，它采用16引脚的双列直插式封装。
每一驱动器输出端均接有一释放电感负载能量的续流二极管。
4．高精度低漂移能隙基准电源MC1403图4 MC1403MC1403的输出电压的温度系数为零，即输出电压与温度无关．该电路的特点是：① 温度系数小；② 噪声小；③ 输入电压范围大，稳定性能好,当输入电压从+4．5V变化到+15V时，输出电压值变化量小于3mV；④输出电压值准确度较高，y。
值在2.475V～2.525V 以内；⑤ 压差小，适用于低压电源；⑥ 负载能力小，该电源最大输出电流为10mA。
三、设计要求1、主要内容（1）、利用所学过知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计出2-3个实现数字万用表的方案；只要求写出实现工作原理，画出电原理功能框图，描述其功能。
（2）、其中对将要实验方案3位半位数字万用表方案，须采用中、小规模集成电路、MC 14433A/D转换器等电路进行设计，写出已确定方案详细工作原理，计算出参数，设计出电原理图。
2、技术指标（1）测量直流电压200mv；2V；20V；200V;1000V；测量交流电压2V；20V；200V;750V（2）测量直流电流2MA；20MA；200MA；20A；测量交流电流2MA；20MA；200MA；20A；（3）电阻：200 、2K、20K、200K、2M、20M（4）电容；200nF、20nF、2nF 20μF、2μF（5）三位半数字显示。
第1章系统概述1.1、设计方案：方案一：基于mc14433的数字万用表Mc14433是三位半A/D转换器。
因此系统可以分为五部分：基准电压、A/D 转换器(mc14433)、七段数码管（显示器）、驱动器(mc1413)、译码器(cd4511/mc4511)。