数字式检测仪表设计及实例

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1、第１3章　数字式检测仪表设计及实例13.1数字“表头”电路13.1.1数字显示器一、LED数字显示器1、LED显示块结构与引脚共阴极共阳极位选端――公共端阴极，接低电平阳极，接高电平段选端a、b、c、d、e、f、g、h(或dp)接段选码（h端加段选码的最高位，a端加段选码的最低位）段选码位为“1”的笔段发光。显示数字“０”的段选码为：00111111即3FH段选码位为“0”的笔段发光。显示数字“０”的段选码为：11000000即C0H2、译码――将要显示的数字转换成相应的段选码(字形码)。硬件译码电路组

2、成：锁存器――锁存每位要显示数字的四位二进制代码或BCD码。译码器――只读存贮器，以这四位二进制代码作为地址读出对应的8位段选码。驱动器――驱动发光二极管发光。3、显示方式：静态显示动态显示显示时间各位同时显示逐位轮流显示各位LED显示器的位选端连接在一起固定接地(共阴极)或接+5V(共阳极)分别接锁存器的一位，由位选码控制每位LED显示器的段选端分别接一个8位锁存器全部并接在同一个8位锁存器，由段选码控制，二、LCD数字显示器1、液晶与液晶显示器图13-１－2液晶――介于固态和液态之间的晶状物质，兼有

3、液体的流动性和晶体的光学特性。液晶显示器――利用液晶的电光效应制成的显示器2、LCD数字显示器的工作原理图13-１－3上电极为笔段电极，做成七笔字形下电极为公共电极或背电极，若笔段电极和公共电极之间加对称方波电压，则该笔段显示黑色。3、七段LCD显示电路图13-１－４1）七个异或门七个异或门的输出端分别接七个笔段电极，七个异或门的A输入端及背电极并连一起接显示频率信号，七个异或门的C输入端分别接段选码的七位作为显示控制信号：段选码的某一位为“１”，则该位异或门控制的笔段显示黑色。段选码的某一位为“0”，

4、则该位异或门控制的笔段不显示2）7段译码器――从4位BCD码转换成7位段选码。（与共阴极LED的译码相同）。13.1.2A/D转换式仪表的“表头”电路一、A/D转换器――将直流电压转换成相应数码1、单极性A/D转换――输出数码为自然二进制码或十进制数码转换公式：式中――与最接近的量化电平　E――A/D转换器的基准电压（应与Ux极性相同），即满量程输入电压，q――A/D转换器的量化电平――A/D转换器满量程输出数字：N位二进制A/D转换器位十进制A/D转换器与之差称为A/D转换器的量化误差当　　时，　　　

5、　　　　　　；当　　时，　　　　　。2、双极性A/D转换――输出数码通常为偏移二进制码转换公式：生成的二进制数码称为偏移二进制码，其中d1为符号位，d2～dn为数值位：当　　时，　　　　　　；　　当　时，　　　　　　；当时，　　　。二、A/D转换器与数字显示器的连接1、A/D转换器与LED数字显示器的连接1）可直接驱动LED静态显示器的集成双积分式A/D转换器，如ICL7107、ICL7117，与共阳极LED显示器直接相连，2）输出为BCD码动态扫描方式集成双积分式A/D转换器，如MC14433、ICL

6、7135，通过BCD-7段译码/驱动器与LED显示器相连。2、A/D转换器与LCD数字显示器的连接1）可直接驱动LCD静态显示器的集成双积分式A/D转换器，如ICL7106、ICL7116、ICL7126，ICL7136，与共阳极LCD显示器直接相连，2）输出为BCD码动态扫描方式集成双积分式A/D转换器，如MC14433、ICL7135通过BCD-7段译码/驱动器与LCD显示器相连。13.1.3脉冲计数式仪表的“表头”电路一、脉冲计数器的基本原理图13-1-5计数结果最大绝对误差(又称量化误差)为：脉

7、冲计数最大相对误差为：二、脉冲计数器与数字显示器的连接1、通过“锁存/译码/驱动器”连接2、计数显示器件――十进制计数器、锁存/译码/驱动器和LED显示器或LCD显示器组合在一起例如CL102几个这样的计数显示器件连接起来，就能实现多位十进制计数和显示。13.2数字式仪表的标度变换被测量X在数字仪表上的显示应包括测量数字N和测量单位：测量单位就是显示器显示数字最末位为1即N=1代表的被测量。显示器是m位十进制显示器，它的数字显示窗口右侧固定显示的测量单位是，而显示器的第（m-n）位的小数点发亮，那么显示

8、器上最末位显示“1”所对应的被测量就不是，而只有的。这就是说，可通过移动显示器上小数点的位置，来反映出实际的测量单位，很显然，测量单位越小，测量精度越高。标度变换――就是使数字转换电路输出的数字D直接等于测量数字N，即13.2.1　A/D转换式仪表的标度变换一、标度变换的条件图13-2-1因故标度变换（）就须使一、实现标度变换的方法：1、调整放大增益K；（最常用）2、调整传感器灵敏度S(例如调整应变电桥的供桥电压)；3、调整A/D转换器基准