基于icl7107的自动量程数字万用表

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1、基于ICL7107的自动量程数字万用表广东理工职业学院12物联网应用技术袁梓峰、陈楚香、林润桂本项目基于ICL7107A/D转换芯片开发，其中，数字表头部分由ICL7107芯片实现。按键式功能切换电路、自动量程切换电路均为自行开发。主要功能：1.通过按键切换直流电压、直流电流、电阻的测试、线路通断测试功能。2.直流电压测试功能，测试量程为200mv、2V、20V三档，测试准确度为1%。3.直流电流测试功能，测试量程为100mA、1000mA两档，测试准确度为1%。4.电阻测试功能，测量量程为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。测量准确度为1%。5.线路通断测试功能。5.量程自动切换。项目

2、详细介绍如下：一、数字表头数字表头部分由ICL7107芯片配合四位共阳数码管实现，其电路原理图如下：ICL7107芯片的功能特点如下：(1)31/2位双积分型A/D转换器ICL7107功能与特点①ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1个字。②能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN。③在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压VREF。④能通过

3、内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。⑤输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。⑥整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头。⑦噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。⑧芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。⑨不设有一专门的小数点驱动信号。使用时可将LED共阳极数数码管公共阳极接V+.⑩可以方便的进行功能检查。二、按键式功能切换电路按键切换电路由CD4017芯片实现，其原理图如下：与非”门YF3、YF4组成脉冲振荡器,振荡频率由100k电位器调节。可适当更换0.47μF电容和100k电阻。脉冲振荡器受YF1、YF2组成的双稳态电路的

4、控制,按S1时,YF1输出低电平,脉冲振荡器停振;按S2时,YF1输出高电平,脉冲振荡器开始振荡。脉冲振荡器的输出作为CD4017十进制计数器的时钟,使Y0～Y3依次出现高电平,相应的继电器依次导通,完成了四个功能的切换。三、自动量程转换电路1.超欠量程判断。ICL7107设计有超、欠量程的功能，当超量程时，A/D转换器呈溢出状态，这时最高位显示为1，其他低位不显示，取出次高位的b、h两位若都为高电平即表示超量程；当欠量程时，最高位和次高位显示的数为0。最高位abk为1时，该位不显示；百位数为零时显示0。分析笔段状态可知，只要取出abk和百位的e、g段就可以判断为欠量程了。将超量程和欠量程信号

5、合为一个信号，当有两情况之一，则将量程选用大一级量程，如此循环直至切换到适当量程。若以Y1表示超量程，则Y1=bH×gH，以Y2表示欠量程，则Y2=abk×gH×eH，故超欠量程输出表示为：Y=Y1+Y2=bH×gH+abk×gH×eH=aH×gH×abk×gH×eH如电路图所示，电压比较器的作用是让其转变成标准的高低电平，且用比较器U2C实现对eH取反则：Y=aH×gH×abk×gH×eH当有超欠量程情况时，Y输出为“0”。由于数码管为共阳型，有效时为“0”，无效时为“1”。2.自动量程切换自动量程切换模块采用NE555分别实现电压、电流测量中的二档量程切换以及电阻测量中的四档量程切换。四、

6、测量电路测量电路分为电压测量、电流测量以及电阻测量三部分。采用分压、分流电阻以及两块运放TL062、CA3140实现，基准电压由TL431提供。五、电源模块1.正负5V电源模块电路原理如图所示：2.单5V电路模块采用LM7805搭建，电路原理如图所示：五、结语本作品采用了自了自关键部件开始设计的方法，首先确ICL7107表头为核心器件，然后再确定其他的辅助模块。取得良好效果。