智能万用表是带微处理器或单片机的高档数字仪表,它是硬件、软件相结合,软件决定仪器智能高低的新型仪表。其主要优点是准确度高、功能强,具有自动校准、自动测量、自动数据处理等功能,可通过RS-232或IEEE-488标准接口与计算机相连,实现自动测试及实时控制功能。可在现场或实验室使用,也可嵌入测控系统中使用。本课题的研究对象为专用智能万用表芯片FS9704,其内部核心部件是高分辨率Σ-△ADC,它配合其他功能网络完成测量功能。同时,FS9704还具有微处理器接口,可以通过接口总线与微处理器进行连接,控制FS9704的动作。FS9704应用系统主要由以下模块组成:测量模块、微控制器模块、存储模块、显示模块、通讯模块、电源模块。采用混合信号微控制器C8051F020作为控制部件,实现对测量模块的控制,存储模块的读写,显示模块的显示,与上位机的通讯等功能。本文主要进行了以下研究工作:一方面,以智能万用表的基本组成和一般工作原理为切入点,研究了FS9704芯片的内部结构,剖析了其工作原理。首先,分析了FS9704内部模数转换器的结构和工作原理,讨论了其传输特性,得到了模数转换器输出等效电压的转换算法。然后,分析了FS9704的内部功能网络,说明了功能解码器、复用器和预滤波器、运算放大器和比较器等部分的工作原理,着重研究了毫伏电压档下的FS9704功能网络图。接着,介绍了FS9704的微处理器接口,说明了其内部控制寄存器的读写方法,并对其中断机制和测量寄存器功能进行了研究。最后,分析了FS9704的电源系统工作原理。另一方面,主要对智能万用表芯片应用系统的设计思路和实现方法进行说明。首先,对应用系统进行了功能模块划分,将其分为了测量模块、微控制器模块、存储模块、显示模块、通讯模块和电源模块五部分。然后,介绍了各模块的设计和实现方法,着重就其中的核心技术问题进行了讨论。测量模块主要完成待测信号的调理和模数转换,整个过程在微处理器的控制下完成。微处理器通过控制接口、按照一定的控制时序实现对FS9704的控制。控制过程中所需的一些配置信息可通过SPI接口从外部FLASH存储器读取,所需记录的数据也可写入该存储器中。测量得到的结果可以驱动液晶显示模块进行显示。此外,使用通讯模块,上位机可以方便地与单片机进行通讯,监控测量过程,存储、显示测量数据。最后,对各功能模块进行了软硬件集成设计,完善了系统功能,并对完善后的系统进行了综合测试,结果表明,该应用系统可以实现直流毫伏电压的测量,其测量准确度达到了国家相关标准的要求。