基于单片机的数字万用表的设计(7)

图34 成品外观

5.4 测试数据

5.4.1 直流电压测量数据

稳压源输出值（V）

0.15 0.55 1.00 1.50 1.70 1.90 3.30 5.00 7.55 9.50 12.50

表4 电压测量数据

测量值（V）

0.15 0.51 0.97 1.50 1.70 1.86 3.52 4.98 7.60 9.68 12.37

误差（%）

0 -7.3 -3 0.0 0.0 -2.1 +6.7 -0.4 +0.7 +1.9 -1.0

26

15.0

14.75

-1.7

5.4.2 直流电流测量数据

表5 电流测量数据

稳压源输出值（mA）

55 70 80 120 180

测量值（mA）

56 72 81 119 193

误差（%） +1.8 +2.9 +1.3 -0.8 +3.9

5.4.3 电阻测量数据

表6 电阻测量数据

标称值（kΩ）

1 2 2.7 3.3 4.7 10 13.3

测量值（kΩ）

0.92 1.95 2.54 3.1 4.56 9.18 12.9

误差（%）

-8.0 -2.5 -5.9 -6.1 -3.0 -8.2 -3.0

6 结论

经过了一个多月的尝试和努力，终于完成了本次数字万用表的设计。数字万用表一直是电子设计领域最重要且最基本的测量仪器之一，在电子设计的排错和调试等方面起着非常重要的作用。本次的设计的数字万用表，能体现数字万用表的基本原理，实现了

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万用表最基本的几个功能，能测量20V以下的直流电压，200mA以下的直流电流及20kΩ以下的电阻值。经过初步测试，直流电压测量值的误差均在8%以下，在个别的区段，如1.5V到2V之间，误差较小，甚至可以完全准确地测出稳压源的输出电压。直流电流测量值的误差在0到200mA区段总体上较低，均不超过4%。但是，一小部分电路设计在方面出现了问题，仿真的理论结果与实际电路工作时的效果相差较大，测量200mA以上的电流时，会出现电源短路的问题，无法安全地进行测量。在电阻值的测量方面，误差稍大，最大的有8.2%的误差，但仍在可接受范围之内。

经过分析，导致测量值存在误差的原因是多样的，可能是电路中的衰减电阻阻值不够准确，也有可能是没有屏蔽好高频数字信号的干扰，造成了一定的误差。另外，在电阻-电压变换电路中，使用了定值的电阻而非电位器，不能调整三极管的集电极电流，未能使电路工作在最佳的状态，是造成电阻测量误差稍大的重要原因之一。

在本次设计中，由于经验不足，走了不少弯路，另外系统功能方面的考虑也不够充分。本次设计只设置了两级量程，而且功能相对单一。如果加上交流电值的测量和电容值的测量，万用表的功能将会更加完整。另外，在电流衰减电路上应该加上限流电路及大阻值接地电阻，保证系统测量较大电流时的安全性和稳定性。

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整体电路原理图

附 录

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