三位半电压表电路的设计

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1、.量程转换模块Output采用多量程选择的分压电阻网络，可设计四个分压电阻大小分别为900KΩ，90KΩ，9KΩ和1KΩ。用无触点模拟开关实现量程的切换。基准电压模块这个模块由MC1403和电位器构成,提供精密电压，供A/D转换器作参考电压.31/2位A/D电路模块.直流数字电压表的核心器件是一个间接型A/D转换器，这个模块由MC14433和积分元件构成,将输入的模拟信号转换成数字信号。字形译码驱动电路模块这个模块由MC4511构成,将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。显示电路模块这个模块由LG5641AH构成,将译

2、码器输出的七段信号进行数字显示，读出A/D转换结果。（2）实验芯片简介：数字显示电压表将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示。该系统（如图1所示）可采用MC14433—三位半A/D转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、CD4511BCD到七段锁存-译码-驱动器、能隙基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。本系统是三位半数字电压表,三位半是指十进制数0000～1999。所谓3位是指个位、十位、百位，其数字范围均为0～9，而所谓半位是指千位数，它不能从0变化到9，而只能由0变到l，即二值状态，所以称为半位

3、。各部分的功能如下：三位半A/D转换器(MC14433)：将输入的模拟信号转换成数字信号。基准电源(MC1403)：提供精密电压，供A/D转换器作参考电压。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-1-(LED)进行显示。显示器：将译码器输出的七段信号进行数字显示，读出A/D转换结果。工作过程如下：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

4、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EOC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DS2，DS3和DS4选通期间，Q0～Q3

5、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DS1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表示被测电压的极性，Q2的电平为1，表示极性为正，即UX>0；Q2的电平为0，表示极性为负，即UX<0。显示数的负号(负电压)由MC1413中的一只晶体管控制，符号位的“-’阴极与千位数阴极接在一起，当输入信号UX为负电压时，Q2端输出置“0”，

6、Q2负号控制位使得驱动器不工作，通过限流电阻RM使显示器的“-”(即g段)点亮；当输入信号UX为正电压时，Q2端输出置“1”，负号控制位使达林顿驱动器导通，电阻RM接地，使“-”旁路而熄灭。小数点显示是由正电源通过限流电阻RDP供电燃亮小数点。若量程不同则选通对应的小数点。----过量程是当输入电压UX超过量程范围时，输出过量程标志信号OR。当Q3=0,Q0=1时，表示Ux处于过量程状态；当Q3=1，Q0=1时，表示Ux处于欠量程状态。--------当OR=0时，

7、UX

8、>1999，则溢出。

9、UX

10、>UR则OR输出低电

11、平。----当OR=1时，表示

12、UX

13、

14、组成。如果必要设计应用者可参考相关参考书。使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片内RC振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A/D转换。MC14433内部模拟电路实现了如下功能：（1）提高A/D转换器的输入阻抗，-2-使输入阻抗可达l00MΩ以上；