功能及组成简介
本作品为”简易万用表”,各部件从作用上可分为六大部分,依次为:电源,输入部分,A/D转换器,校正电路，单片机和显示电路部分..它们的关系可如下图简单表示.
AC/DC电源:通过变压，整流，滤波和稳压作用，将交流220V的市电转化为+5V和-5V直流电压，为各个组成芯片提供工作电源，是整个器件的能源部分。

输入部分：它的作用是将不同类型的，大小各异的待测输入信号转化为幅值在0~2V之间的模拟电压，该电压作为A/D转换器的输入。

A/D转换器：用来将模拟输入部分输入的电压转化为对应的数字量，实现待测信号的模数转换，转换结果供给单片机处理。

校正电路：为了减小各种不利因素的影响，提高测量精度，特别引入了该校正电路，它的输出引入到单片机，通过软件处理，减小误差。

单片机：是简易万用表的核心部分，首先它控制输入部分的3线—8线译码器74138的选通，使74138能够正确选择输出通道将信号输出；其次，单片机8051为A/D转换器7135提供时钟信号，使7135能够正常地工作，同时，它读取7135的输出信号，以及校正电路的输出，内部处理后送往数码管；最后，单片机控制显示部分各个数码管的导通或截止，并送入处理后的数据使之正确显示。

显示电路：由单片机控制，把处理的结果显示出来在七段数码管上显示出来，为整个器件的最终输出，数码管的显示，即为待测输入信号的测量值。

各部分具体介绍：
一：电源
组成：匝数比为N1/N2=220/18，中间有抽头的变压器，三端集成稳压器L7805CV和L7905CV，电解电容1000ūF×2，整流二极管IN4007×4
因为使用的三端固定输出式集成稳压器7805的输入电压范围为7.5V~35V，7905的输入电压范围为-7V~-35V，所以变压器的匝数比取N1/N2=220/18，中间有公共地，通过变压作用，输出有效值为18V的交流电压，该电压作为整流电路的输入。

四个型号为IN4007的二极管组成桥式全波整流电流，两端的输出分别接7805和7905的输入管脚，由于变压器中间有抽头接地，所以整流电路的输出电压能同时满足7805和7905。

7805和7905的GND 管脚接在一起共地。

在输入管脚和GND管脚之间连接的电解电容是用来滤波，大小为1000ūF。

该整流滤波电路输出的正电压为（+5±5%）V，负电压为（-5±5%）V，能够满足集成芯片的电源电压要求。

二：输入部分
组成：10欧姆×1，90欧姆×1，300欧姆×2，0.5M欧姆×1，1M欧姆×1，13.5M 欧姆×1的电阻，PA1a-5V/APA3319继电器×6，发光二极管×7，反向器74HC04×1，七路达林顿驱动器MC1413×1，3线—8线译码器74138×1。

输入部分包括测量类型选择电路和测量档位选择电路，其中类型选取为手动，档位选取受单片机控制，即能够自动选择合适的档位供测量使用。

由于该作品完成了电压和电流的测量，只有电流档和电压档供选择使用，因此类型选择用一个具有自锁功能的微动开关控制即可，当开关输出为“1”时，经过反向器74LS04的反向和达林顿管MC1413的驱动作用，使指示测量为电压量的发光二极管导通。

该状态下，MC1413的输出为高电平，因此跨接在VCC和MC1413输出管脚的继电器线圈不能导通，其常开开关仍处于断开状态，由电路图（————————）可知，此时输入电流支路截止，而输入电压支路导通。

完成了电压档的选择。

同理可知，当微动开关输出为“0”时，输入电压支路截止，而输入电流支路导通。

完成了电流档的选择。

而通过不同颜色的指示灯的指示作用，使用者可以正确判断出目前使用的测量类型。

档位的选取受单片机8051的控制。

3线—8译码器的输出控制管脚MUXA，MUXB，MUXC分别接8051的P2.0，P2.1，P2.2输出管脚。

测量开始时，单片机先选通最大量程对应的输出管脚（电压档对应为P20，P21，P22为“011”，而电流档对应为“101”），8051通过读取A/D转换器的BUSY输出管脚，可以知道目前的选通输出管脚对应的档位是否合适，如果合适，就使该管脚一直导通；如果档位偏大，则8051自动选通下一量程，直至选通最佳档位止；而如果待测信号超出最大量程，单片机会输出超量程信号，输出并显示在数码管上，提示使用者该待测信号超量程。

如果待测信号没有超出最大量程，且目前的档位正合适，则8051的P20，P21，P22管脚输出稳定的选通信号，将待测信号经处理后进入A/D转换器。

具体处理过程为：因为7135能正确转换的输入信号为0~2V的电压量，所以无论待测信号是电流量还是电压量，都要经过合理的变换或缩小，使之转换为7135能正确读入使用的电压量。

由附图（--------）可以看到，当待测电压在0~2V范围内时，Y0输出管脚被选通，输出低电平，经74LS04反向和MC1413反向驱动作用，接在该支路上的继电器线圈导通，其对应的常开开关闭合，待测信号被引到输出端，输入到7135供处理；当待测电压在2~20V范围内时，Y1输出管脚被选通，输出低电平，经74LS04反向和MC1413反向驱动作用，接在该支路上的继电器线圈导通，其对应的常开开关闭合，此时，待测电压并不直接输出，而是经过13.5M欧姆和0.5M+1.0M欧姆的电阻分压，由欧姆定律计算得，待测电压范围为2~20V，经分压作用，输出到输出端的电压为0.2~2.0V，符合要求。

同理，当待测电压范围为20~30V时，经电阻分压得到的输出范围为0.67~1.0V，同样也符合要求。

当待测信号为0~20mA电流时，该电流信号经过90欧姆+10欧姆的电阻，被转换为0~2.0V的电压输出，符合要求，当待测信号为20~200mA的电流时，该电流信号经过10欧姆的电阻。

被转换为0.2~2.0V的电压输出，同样也符合7135对输入信号的要求。

至此，不同类型，不同幅值的待测输入信号经过输入电路的选择和转换作用，已经满足A/D转换器7135对输入信号的所有要求，下面将介绍输入信号在7135内的A/D变换。

三：A/D转换器
组成：8位A/D转换器芯片为ICL7135C，2.5V精密电压基准芯片MC1403，1000欧姆可变电阻器，分频计4040，1ūF电容×2，0.47ūF电容，0.1ūF电容，100K欧姆电阻×2。

先介绍A/D转换器周围器件，它们的存在使得A/D能够正常的，正确的工作。

2.5V精密电压基准芯片MC1403通过1000欧姆可变电阻器的分压作用，为7135的REF管脚提供精准的+1V参考电压；分频计4040为7135提供合适的时钟信号，本电路4040的时钟信号输入为（）
MHZ，（）分频后为7135提供频率为（）KHZ的时钟输入。

接在管脚4（INTOUT）上的0.47ūF电容，管脚5（AZ）上的1ūF电容，管脚6（BUFFOUT）上的100K欧姆的电阻，以及跨接在管脚7（Cref-）和管脚8（Cref+）上的1ūF电容，都是7135正常工作的典型接法。

输入管脚9（IN-）和输入管脚10（IN+）之间跨接0.1ūF电容，防止其他信号对输入信号的干扰，输入电压通过100K欧姆的大电阻引入7135。

ADC7135的模拟地和数字地采取单点共地接法，避免多点电位差引起地线上环流，影响精度。

A/D转换器7135是双积分型的，特点是精度高，抗高频干扰性好，但是二次积分的过程使它的速度比较慢，但作为数字万用表的核心，其速度足够了。

7135的转换原理如下图所示，其主要部分为积分器F1，检零比较器F2，计数器，控制逻辑和时钟信号等；
（a）原理框图(b)积分器波形图
图；双积分式A/D转换器的工作原理
7135有两个输入电压：一个是被测模拟量的输入电压VI，一个是标准电压V REF。

双积分式也称二重积分式，其实质是测量和比较两个积分时间，一个是对模拟输入电压积分的时间T0，此时间往往是固定的；另一个是以充电后的电压为初值，对参考电压V REF反向积分，积分电容被放电至零所需的时间T1。

模拟输入电压VI与参考电压V REF之比，等于上述两个时间之比。

由于V REF，T0固定，而放电时间T1可以测出，因而可计算出模拟输入电压的大小。

由计算可以得到
V I=-V RE F×T1/T0
由于T0，V REF的固定常数，因此反向积分时间T1与输入模拟电压VI在T0时间内的平均值成正比。

输入电压VI愈高，V A愈大，T1就愈长。

在T1开始时刻，控制逻辑同时打开计数器的控制门开始计数，直到积分器恢复到零电平时，计数停止。

则计数器所计出的数字即正比于输入电压VI在T0时间内的平均值，于是完成了一次A/D转换。

通过A/D转换器的工作原理可知，只要读取7135的二进制输出管脚，即可以得到转换得到的8位二进制数值N，N与输入电压的关系为：
但是这种常规做法需要八根数据线才能读到输出数值，连线比较复杂。

7135的BUSY
管脚可以解决这个问题，由于BUSY管脚的输出脉冲个数即等于N值，所以单片机完全不用费力的去读7135的数据输出管脚，而只需要记录BUSY输出的脉冲数，在转换开始时就开始计数，直至转换结束止。

这也是当前比较流行的做法，大大减小了对单片机管脚的占用。