数字直流电压表设计

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1、电子技术课程设计报告题目名称：直流数字电压表的设计姓名：学号：班级：指导教师：目录一·摘要二·课程设计与任务要求（一）设计目的（二）设计要求三·总体设计思路与方案选择四·所用器件介绍（一）双积分MC14433功能介绍（二）MC14511B功能介绍（三）MC1413功能介绍（四）基准电源MC1403功能介绍五·设计框图与工作原理，测量电压的转换与显示原理六·数字电压表的安装调试七·元器件清单八·心得体会九·参考文献直流数字电压表一·摘要：传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候也非常不方便，很容易出错。

2、而采用单片机的数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常的方便，抗干扰能力强等优点而被广泛应用。数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，由电阻网络（量程调整）、直流放大（运放组成）、电压极性判断、A/D转换、数码（液晶）显示等部分组成。PZ158A系列直流数字电压表具有6½位显示，可测量0.1µV—1000V直流电压。该表由于采用了微处理器和脉冲调宽模数转换技术，自动校零，数字模拟滤波等技术，从而赋予本表极其稳定的零位和良好的线性和抗干扰能力，本表还带有RS232

3、C接口，可方便地与计算机系统相连接，组成数据采集系统。采用八位VFD或LED显示，其中PZ158A/1为单量程（0.2V）VFD显示，读数清晰，光色柔和，适宜在科研、工业、国防等各种领域内使用。本设计给出基于MC14433双积分模数转换器的一种电压测量电路。数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。该系统由MC144333位半AD转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、MC4543BCD七段锁存-译码-驱动器、基准电源MC1403和共阳极LE

4、D发光数码管组成。本次设计的简单直流数字电压表的具体功能是：最高量程为1999V，分四个档位量程，即0~1.999V，0~19.99V0~199.9V，0~1999V，可以通过调档开关来实现各个档位。直流数字电压表具有如下特点：1显示清晰直观，读数准确；2准确度高；3分辨率高；4测量范围宽；5扩展能力强；6集成度高，功耗低；7抗干扰能力强。二·课程设计任务与要求2.1设计目的：1了解直流数字电压表的基本构成，熟悉3位半双积分型A/D转换器MC14433(TC14433)的性能及其引脚功能;2.掌握通用直流数字电

5、压表的设计方法、测试与调试技术。3掌握双积分A/D转换的工作原理和集成双积分A/D转换器件的设计方法；4加强计算机运用·查阅资料和独立完成电路设计的能力；2.2设计要求：1）设计直流数字电压表；2直流电压测量范围：0V~1.999V，0V~19.99V，0V~199.9V，0V~1999V。3）直流输入电阻大于100kΩ。4）画出完整的设计电路图,写出总结报告。5）选做内容：自动量程转换。三·总体设计思路与方案选择方案选择：根据设计要求和功能的实现，我们考虑了如下三个方案：由于MC14433具有功耗低，外接元件

6、少，输入阻抗高，电源电压范围宽，可测量正负电压值，精度高，调试简单等特点，且具有自动调零和自动极性转换功能。所以选择方案三。其原理框图为：四·所用器件介绍，课程设计框图与工作原理：（一）双积分MC14433功能介绍图2是双积分ADC的电路原理图。电路主要由积分器、比较器、计数器、JK触发器和控制开关组成。由JK触发器的输出QS控制单刀双置开关选择积分器的输入电压。当QS=0时，积分器对取样电压做定时积分；当QS=1时，积分器对基准电压-VREF做定压积分。与-VREF电压极性相反，这里设取样电压为正，则-VRE

7、F为负。图2双积分ADC电路原理图JQC1KRQ0Q1…Qn-1CCPn位二进制R计数器++AC&CPS-VREFLSBMSBD0D1Dn-10RCS1S2OtQSOtSOtQST1T2OtS1选S1选-VREF计数进位回0时刻图3双积分ADC工作波形1．定时积分在确定的时间内对取样电压进行积分即是定时积分。启动信号S输入负窄脉冲（S=0），使计数器、JK触发器QS清零，开关S1选择取样电压作积分器输入。同时开关S2闭合，使积分电容放电，=0。负脉冲消失后（S=1），开关S2断开，积分器对取样电压做积分，积分器

8、输出电压下降，，比较器输出逻辑1。允许n位二进制计数器对周期脉冲CP计数。当进位C=1时，下一个CP脉冲使计数器复零、JK触发器QS=1，定时积分结束，定压积分开始。取启动信号S的负脉冲刚消失的时刻为时间零点，并设时钟脉冲CP的周期为TCP。则对取样电压的积分时间T1为T1=2nTCP是确定不变的。积分器输出电压为积分器输出电压与时间成线性关系，其斜率是负的，与取样电压和积分器的时间常