简易数字电压表课程设计

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1、《数字逻辑》课程设计报告题目简易数字电压表学院（部）信息工程学院专业计算机科学与技术班级学生姓名学号6月18日至6月21日共1周指导教师（签字）-16-前言关于数字式简易电压测试仪的设计，我们提出了三种设计方法和思路，分别是ADC0809的A/D转换电路、LM331V/F转换电路、555定时器的V/F转换电路。在具体操作中，经过对资料的收集、分析，研究与对比，最终选择了简单易懂，而且精度较高的方法，即LM331压频转换法。本方法的基本理论是LM331的输入电压幅值与输出脉冲的频率成正比，再通过一系列的控制，计数，锁存，显示电路实现了对电压的一般测试与数字显示。每学期的课程设计是综合检验

2、我们所学知识的时候，在这期间我们需要将自己所学的知识进行综合，然后运用到我们所要完成的任务中。此次课程设计我们完成的任务是制作简易数字电压表，我们在拿到这个题目时是没有一点思路的，在仔细研究和向老师请教后终于有了一点头绪，在小组两外两个成员杨羽丰和侯理想的共同努力下，我们初步实现了数字电压表的制作的方案制作，但是由于仿真软件中缺少我们所需元件的原因，我们的方案没能进行模拟仿真，这是此次课程设计的遗憾之处。我们现在正在试图用另外的仿真软件进行此方案的仿真。在本次课程设计过程中得到了各方面的支持和帮助，在此特别向数子电子技术老师表示由衷的感谢。由于设计时间和水平的限制，如有不足之处，敬请指

3、正！-16-目录前言1报告正文3第一章：系统概述41.1设计目的41.2数字电压表简介41.3方案分析41.4V/F转换电路方案比较与论证41.4.1采用ADC0809的A/D转换电路41.4.2采用LM331V/F转换电路51.4.3采用555定时器的V/F转换电路61.4.4可行性分析6第二章：单元电路设计72.1分压电路、输入保护及缓冲电路72.2交、直流转换电路72.3压频转换电路82.4脉冲产生电路92.5计数、译码、显示电路10第三章：系统综述10第四章：结束语114.1个人总结114.2存在的问题11-16-第五章：附录135.1参考文献135.2鸣谢135.3元器件明细

4、表，附图13-16-简易数字电压表摘要本文介绍了一种简易的数字式显示电压测试仪的设计思路及硬件结构。该测量仪的基本工作原理是：把电压量通过单稳态触发器转化成时间脉冲量，然后在这个时间脉冲内进行计数，再锁存计数值，最终通过数码显示译码器驱动数码管进行显示。可由555集成定时器构成多谐振荡器产生计数脉冲和对单稳态进行触发，555构成的单稳态触发器电路来控制计数器清零与锁存器锁存，四片74LS160构成计数电路，四片74LS373N构成锁存电路，四片DCD_HEX数码管构成四位译码显示电路，通过计算与分析把各电路连接起来，最终实现对电压（0V—9.99V）的简易测量与数字显示。关键词数字电压

5、表、压频转换、LM331、多谐振荡、单稳态、缓冲级、交直流转换、计数器。技术要求1、利用压-频转换原理实现对一个正电压的测量，测量值用数码管直接显示。2、被测电压为正值，测量电压范围为0～9.99V。3、对输入的0～9.99V正电压用三位数码管显示0.00～9.99。4、数码管每4秒刷新一次，读数停顿3秒。-16-一、系统概述1.1设计目的（1）掌握简易数字式电容测试仪的设计、组装与调试方法；（2）熟悉相应的中大规模集成电路的使用方法，并掌握其工作原理；（3）学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握数字电路系统设计的基本方法、设计步骤；（4）进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用

6、；（5）学习数字电路仿真、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧；（6）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。1.2数字电压表简介数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术设计的电压表。数字电压表自1952年问世以来，已有50多年的发展史，大致经历了五代产品。第一代产品是20世纪50年代问世的电子管数字电压表，第二代产品属于20世纪60年代出现的晶体管数字电压表，第三代产品为20世纪70年代研制的中、小规模集成电路的DVM。近年来，国内外相继推出由大规模集成电路（LSI）或超大规模集成电路（VLSI）构成的数字电压表、智能数字电压表，分别属于第四代、第五代产品。它们不仅开创了电

7、子测量的先河，更以其高准确度、高可靠性、高分辨力、高性价比等优良特性而受到人们的青睐。1.3方案分析此设计主要利用压频转换实现对电压的测量。输入信号的电压幅值经过555定时器构成的压频转换电路对应于输出信号的频率，即输入幅值与输出频率存在线性对应关系V=f（U），对输出信号在1秒内的电平进行计数，通过译码锁存再输出，就能显示电压的幅值。1.4V/F转换电路方案比较与论证设计数字电压表有多种的设计方法，方案是多种多样的，由于大规模集成电路数字芯片