基于某1707地数字电压表设计报告材料

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1、电子技术基础课程设计题目名称：直流数字电压表指导教师：唐治德学生班级：2014级11班学号：20144363学生姓名：倪扶瑶评语：成绩：重庆大学电气工程学院2016年7月2日22摘要随着科学技术的发展，数字电压表的种类越来越多，功能越来越丰富，应用的领域也越来越广泛，给人们的工作和生活带来许多方便。本文通过对比三种直流电压表设计的方案，选择介绍的是基于ICL7107数字电压表的设计。ICL7107是集三位半转换器段驱动器、位驱动器于一体的大规模集成电路，主要用于对不同电压的测量和许多工程上的应用。ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统的一种31/2位A/D转换器，能够直接驱动共阳极数字

2、显示器，构成数字电压表，此电路简洁完整，稍加改造就可以构成其他电路，如数字电子秤、数字温度计的等专门传感器的测量工具。本文设计应用了ICL7107芯片数码管显示器等，芯片第一脚是供电，正确电压时DC5V，连接好电源把所需要测量的物品连接在表的两个端口，从而可以在显示器上看到所需要的结果。加上量程转换电路的设计，电路可以实现对0~1.999v，0~19.99v，0~199.9v的电压测量。本文阐述了电路设计中具体的每一部分具体电路的结构和功能以及仿真实验和实物调试过程。22目录一、设计目的4二、设计内容及要求4三、设计方案比较和选择4四、设计与分析74.1单元电路的设计74.1.1测量电路7

3、4.1.2双积分模数转换电路74.1.3数码显示电路94.1.4量程转换电路94.2分析计算104.3器件选择10五、电路仿真与工作原理115.1总电路图115.2仿真分析125.3工作原理12六、组装与调试156.1系统调试166.1.1调试仪器166.1.2调试方法166.1.3测试结果分析166.2故障处理16七、总结177.1设计电路优缺点177.2收获与建议17参考文献1922附件12022一、设计目的1.掌握双积分A/D转换的工作原理和集成双积分A/D转换器件的设计方法。2.掌握常用数字集成电路的功能和使用。二、设计内容及要求1.设计直流数字电压表。2.直流电压测量范围：0V~

4、1.999V，0V~19.99V，0V~199.9V。3.直流输入电阻大于100kΩ。4.画出完整的设计电路图,写出总结报告。5.选做内容：自动量程转换。三、设计方案比较和选择根据设计要求和查阅资料我们拟定了如下三个设计方案：方案一：主要ADC0809转换芯片和51单片机主要采用AT89C51单片机为核心处理，采用ADC0809转换芯片，其中A/D转换器用于实现模拟量向数字量的转换，单电源供电。数字电压表的系统框图如图1所示，通过测量电路将连续的模拟电压信号经过A/D转换器转换成二进制数值，再经由单片机软件编程转换成十进制数值并通过显示屏显示。本方案需要进行单片机的编程，由于我们在这方面专

5、业知识尚不熟悉，所以不采用本方案。图1方案二：主要使用MC14433芯片由集成双积分模数转换器MC14433构成的直流电压表电路如22图2所示。MC1403提供稳定精确的2V基准电压。MC14543是显示译码驱动电路。直流输入电压范围是0V~2V。增加测量电路和量程转换电路可实现本课题要求。图2MC14433直流电压表电路图MC14433的性能特点有：（1）MC14433属于CMOS大规模集成电路，其转换准确度为±0.05%。内含时钟振荡器，仅需外接一只振荡电阻。能获得超量程（OR）、欠量程（UR）信号，便于实现自动转换量程。能增加读数保持（HOLD）功能。电压量程分两挡：200mV、2V

6、，最大显示值分别为199.9mV、1.999V。量程与基准电压呈1∶1的关系，即UM＝UREF。 （2）需配外部的段、位驱动器，采用动态扫描显示方式，通常选用共阴极LED数管。 （3）有多路调制的BCD码输出，可直接配μP构成智能仪表。 （4）工作电压范围是±4.5 V～±8V，典型值为±5V，功耗约8mW。方案三：主要采用ICL7107芯片图3为方案三ICL7107直流电压表的电路图。直流输入电压范围是0V~2V。增加测量电路和量程转换电路即可实现本课题要求。 本方案主要特点是：22（1）ICL7107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199

7、9，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1个字。（2）能直接驱动共阳极的LED显示器，不需要另加驱动器件，使整机线路化。采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN。（3）能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。（4）LED属于电流控制器件，在3 1/2位数字仪表中采用直流驱动方式，芯片本身功耗较小。（5）显示亮度较高，噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。图3ICL7107直流电