数字电压表(数字电路课设)分析.pdf
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1、河北建筑工程学院 课程设计报告书 课程名称:电子技术综合课程设计 学院:电气工程学院 专业: 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 职称: 年月日 一、三位半数字电压表 数字电压表基本原理:数字电压表主要由直流数字电压表构成,它由阻容滤波器、前置 放大器、直流转换器AC DC、模数转换器AD、发光二极管显示器LED 及保护电路等 组成。 二、功能要求 1:根据题目 :利用所学过知识,通过上网或到图书馆查阅资料,设计3 个实现数字电压表的 方案;只要求写出实现工作原理,画出原理功能框图,描述其功能。 说明 :采用原理、方案、方法不限,可以自行设计。 2: 其中对将要实验方案3 1/2 位数字电
2、压表方案,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。 三、 技术指标: 测量直流电压1999-0001V ;199.9-0.1V ;19.99-0.01V ;1.999-0.001V 四、方案设计 方案一:基于MC14433 的数字电压表 该方案大致分为五个模块,分别为基准电压模块;A/D 转换模块;字形译码驱动模块;显示 电路模块;字位驱动模块。由图1 可以清楚地看出,交流电流经过AC/DC 转换成直流,经 过电阻分压集稳压放大后进入双积分转换器MC14433 测量, 再通过 CD4511 译码器经过A/D 转换器位选电
3、路送到LED 显示,完成电压测试。 其原理框图如下图1 方案二:该方案将直流电压和交流电压转换电路直接同芯片INC7107连接组成, INC7107将 转换后的数据显示在LED显示数码管上。INC7017为 CMOS3 1/2为单片双积分式A/D 转换 器,集模拟部分的缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压 参 考 源 和 模 拟 开 关 , 以 及 数 字 部 分 的 振 荡 器 、 计 数 器 、 锁 存 器 、 译 码 器 、 驱 动 器 、 控 制 器 和 逻 辑 电 路 于 一 身 的 芯 片 。 使 用 时 只 需 少 量 电 阻 、 电 容 等 器 件 即 可 完成模拟量到数字量的
4、转 换。 其原理框图如下图2 图 1 方案三:利用成熟芯片ICL7107实现电压的测量,用四位数码管显示出最后的转换电压的结 果。 其原理框图如下图3 五、方案比较 方案一:选用A/D 转换芯片 MC14433 、CD4511 、MC1413 、MC1403 实现电压的测量 , 用 四 位 数 码 管 显 示 出 最 后 的 转 换 电 压 结 果 。 缺 点 是 工 作 速 度 低 , 优 点 是 精 度 较 高 , 工 作 性 能 比 较 稳 定 ,抗 干 扰 能 力 比 较 强 。器 件 价 格 合 适 ,采 购 方 便 ,成 本低, 易实施。缺点是精度比较低,且内部电压转换和控制部分不
5、可控制。优点是价格低廉。 方案二:选用专用电压转化芯片INC7107实现电压的测量和控制。它包含3 1/2 位数字A/D 转换器,可直接驱动LED数码管。用四位数码管显示出最后的转换电压结 果 。 缺 点 是 精 度 比 较 低 , 且 内 部 电 压 转 换 和 控 制 部 分 不 可 控 制 。 优 点 是 价 格 低廉。 方案三:利用成熟芯片ICL7107优点:可直接驱动LED数码管,内部设有参考电压、独立模 拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。 综 合 比 较 三 个 方 案 , 方 案 一 结 构 简 单 , 易 实 施 , 价 格 合 适 且 工 作 精 度 高 , 比 较
6、 稳 定 , 抗 干 扰 能 力 强 ; 而 方 案 二 虽 然 价 格 低 廉 , 但 是 精 度 较 低 ; 方 案 三 规 模 大 较 复 杂 , 综合比较我们选择了方案一。 六 、 / 位 数 字 电 压 表 部件构成: 三位半 A/D 转换器 (MC14433) :将输入的模拟信号转换成数字信号。 基准电压( MC1403 ) :提供精密电压,供A/D 转换器做参考电压。 译码器( MC451 1) :将二十进制(BCD)码转换成七段信号。 驱动器 (MC1413 ) :驱动显示器的a,b,c,d,e,f,g 七个发光段,驱动发光数码管(LED) 进行显示。 显示器:将译码输出的七段
7、信号进行数字显示,读出A/D 转换结果。 工作过程: 三位半数字电压表通过位选信号DS1DS4进行动态扫描显示,由于 MC14433电路的 AD 转换结果是采用BCD 码多路调制方法输出,只要配上一块译码器,就可 以 将 转 换 结 果 以 数 字 方 式 实 现 四 位 数 字 的LED发 光 数 码 管 动 态 扫 描 显 示 。 DS1DS4输出多路调制选通脉冲信号。DS 选通脉冲为高电平时表示对应的数位被选通,此 时该位数据在Q0Q3端输出。每个DS 选通脉冲高电平宽度为18个时钟脉冲周期,两个相 邻选通脉冲之间间隔2个时钟脉冲周期。DS 和 EOC 的时序关系是在EOC 脉冲结束后,
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- 关 键 词:
- 数字 电压表 数字电路 分析
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