数字电压表(数字电路课设)分析报告

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1、可编辑版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、Word完美格式可编辑版一、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A／D、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

2、设计。 2：其中对将要实验方案3 1/2位数字电压表方案，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MC1443

3、3测量，再通过CD4511译码器经过A/D转换器位选电路送到LED显示，完成电压测试。其原理框图如下图1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CMOS31/2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转换。其原理框图如下图2Word完美格式可编辑版图

4、2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31/2位数字A/D转换器，可直接驱动L

5、ED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、３１/２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

6、供精密电压，供A/D转换器做参考电压。译码器（MC4511）：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DS1～DS4进行动态扫描显示，由于MC14433电路的A／D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。DS1～DS4输出多路调制选通脉冲信号。DS选通脉

7、冲为高电平时表示对应的数位被选通，此时该位数据在Q0～Q3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EOCWord完美格式可编辑版脉冲结束后，紧接着是DS1输出正脉冲。以下依次为DS2，DS3和DS4。其中DS1对应最高位(MSD)，DS4则对应最低位(LSD)。在对应的DS2，DS3和DS4选通期间，Q0～Q3输出BCD全位数据，即以8421码方式输出对应的数字0～9。在DS1选通期间，Q0～Q3输出千位的半位数0或l及过量程、欠量程和极性标志信号。在位选信号DS

8、1选通期间Q0～Q3的输出内容如下：Q3表示千位数，Q3=0代表千位数的数宇显示为1，Q3=1代表千位数的数字显示为0。Q2表示被测电压