数字电压表设计制作报告

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1、.1课题名称数字电压表的设计与制作2设计指标及要求设计并制作一个通用液晶显示位的数字电压表电路，技术指标要求是：1)直流电压测量范围(0-200V)：共分5档200mV、2V、20V、200V；2)基本量程：200mV，测量速率（2-5）次任选；3)分辨率0.1mV；4)测量误差：5)具有正、负电压极性显示，小数点显示和超量程显示。3方案论证方案一：采用AT89S52单片机为核心、以AD0809数模转换芯片采样、以1602液晶屏显示制作具有电压测量功能的具有一定精度的数字电压表。AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机；8位AD转换器ADC0809，编程简单方便，价格便宜；采用液

2、晶1602做为显示电路，功能强大，适合做各类扩展。但该方案涉及的编程复杂，同时硬件电路也颇复杂。方案二：采用ICL7106A/D转换器，液晶显示器EDS801A配以外围电路进行设计。ICL7106是美国Intersil公司专为数字仪表生产的数字仪，满幅输入电压一般取200mV或2V。该芯片集成度高,转换精度高,抗干扰能力强,输出可直接驱动LCD液晶数码管,只需要很少的外部元件,就可以构成数字仪表模块，硬件电路简单，而且精度高，完全可以实现要求。综合分析，同时结合到软硬件实际，选择方案二，原理简单，仅涉及硬件电路。4系统框图...4.1系统框图1单元电路设计及参数计算5.1AD转换器及外围电路

3、设计电路图如下图5.1所示。图5.1AD转换器及外围电路图其中液晶显示采用EDS801，将其各数码的字段及公共端与ICL7106相应端联接。OSC1、OSC2和OSC3是内部时钟的外接电阻和电容引脚；TEST是数字逻辑地端；VRH和VRL是参考电压的输入端，参考电压决定着AD转换器的灵敏度，它是由UDD分压而来，调节分压比可调节灵敏度（调满）；两个CR脚是基准电容的外接引脚；COM端是模拟信号公共端；AZ、BUF和INT分别是自动调零端、缓冲控制端和积分器输出端；U+和U-为电源端；IN+和IN-为待测信号输入端。R1、C1分别为振荡电阻与振荡电容。R2与电位器RP构成基准电压分压器，RP宜

4、采用精密多圈电位器，调整RP使UREF＝UM/2＝100.0mV，满量程即定为200mV，二者呈1∶2的关系。R3、C3...为模拟输入端高频阻容式滤波器，以提高仪表的抗干扰能力。C2、C4分别为基准电容和自动调零电容。R4、C5依次为积分电阻和积分电容。仪表采用9V叠层电池供电，测量速率约2.5次／秒。IN－端、UREF－端、COM端互相短接。对于CC7106，OSC1至OSC2为时钟振荡器的引出端，主振频率由外接的值决定，即，CC7106计数器的时钟脉冲是主振频率经分频后得到的，因此，设CC7106一次A/D转换所需时钟脉冲总数N为4000，而一次转换所需时间T=1/2.5次=0.4s。

5、则时钟脉冲频率由T=N/=4N/式可得=N/T10Khz，因而主振频率为=4=40Khz，因此可以算出、的值。若取=100pF，则=(0.45/)112.5，取标称值120。积分元器件、及自动调零电容的取值分别为=56，=0.22，=0.47。和RP组成基准电压的分压电路。其中，RP一般采用精密多圈电位器。改变RP的值可以调节基准电压的值。、为输入滤波电路。电源电压取+9V，取0.1。5.1量程开关电路设计电路图如下图5.2所示。由于基本量程UM＝200mV，按照下图配置一组分压电阻，组成电阻衰减网络通过手动就可以得到量程从±200.0mV至±1000V的多量程电压表。该表的输入阻抗=10，

6、各档衰减后的电压与输入电压的关系为=(/)。...图5.2量程开关电路图5.1小数点驱动电路设计电路图如下图5.3所示。、、与异或门CC4070及开关等组成的电路用来驱动和控制小数点。图5.3小数点驱动电路1元器件选择6.1双积分式A/D转换器CC7106ICL7106是美国Intersil公司专为数字仪表生产的数字仪，...满幅输入电压一般取200mV或2V。该芯片集成度高,转换精度高,抗干扰能力强,输出可直接驱动LCD液晶数码管,只需要很少的外部元件,就可以构成数字仪表模块。其管脚排列图如下图6.1所示。图6.1ICL7106管脚图ICL7106的性能特点如下：（1）＋7V～＋15V单电

7、源供电，可选9V叠层电池，有助于实现仪表的小型化。低功耗（约16mW），一节9V叠层电池能连续工作200小时或间断使用半年左右。（2）输入阻抗高（1010Ω）。内设时钟电路、＋2.8V基准电压源、异或门输出电路，能直接驱动3½位LCD显示器。（3）属于双积分式A/D转换器，A/D转换准确度达±0.05％，转换速率通常选2次／秒～5次／秒。具有自动调零、自动判定极性等功能。通过对芯片的功能检查，可迅速判定其质量