课程设计（论文）—基于ICL7107数字电压表的仿真与设计.docVIP

西安电子科技大学 长安学院 课程设计 设计题目：数字电压表的仿真与设计 学 院：长安学院 系 别：电子工程 专 业：电子科学与技术： 班 级：06521 学 号 姓 名：*** 目 录 一. 摘要…………………………………………………………………2 二.课程设计任务与要求 ………………………………………………………2 2.1设计目的……………………………………………………………………2 2.2设计要求……………………………………………………………………2 三.总体设计思路………………………………………………………3 3.1方案选择……………………………………………………………………3 3.2系统框图……………………………………………………………………3 四.课程设计框图及工作原理…………………………………………4 4.1 工作原理…………………………………………………………………4 4.2 ICL7107的工作原理……………………………………………………5 4.3 ICL7107 安装电压表头时的一些要点.4 关于多量程电路部分 …五.电路设计与仿真……………………………………………………12 六. 系统调试及结果分析 ……………………………………………13 6.1调试仪器 …………………………………………………………………13 6.2 调试方法…………………………………………………………………13 6.3 测试结果分析……………………………………………………………13 6.4 硬件实物图………………………………………………………………13 七.元器件清单…………………………………………………………14 八.设计心得体会………………………………………………………14 九.参考文献……………………………………………………………14 一. 摘要 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成各种新型数字电压表的工作原理。 数字电压表具有以下九大特点： 1. 显示清晰直观，读数准确 2. 准确度高 3. 分辨率高 4. 测量范围宽 5. 扩展能力强 6. 测量速率快 7．输入阻抗高 8. 集成度高，微功耗 9. 抗干扰能力强 二.课程设计任务与要求 2.1、设计目的 1、了解双积分式A / D转换器的工作原理 2、熟悉A / D转换器ICL7107的性能及其引脚功能3、掌握用ICL7107构成直流数字电压表的方法0~199mV、0~1.99V、0~19.99V、0~199.9V、0~1999V，共5 个量程。电压值显示稳定，读数方便，能测量正、负电压且能自动切换量程，使用方便。系统框图（如图1 所示）。本系统可分为测试电压转换、模拟电压通道、数据电压通道（A/D 转换及译码锁存）、数码显示、小数点驱动电路5部分。 图1系统框图 四.课程设计框图及工作原理 4.1 工作原理 ICL7107 是双积型的A/D 转换器，还集成了A/D 转换器的模拟部分电路，如缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压参考源和模拟开关，以及数字电路部分如振荡源、计数器、锁存器、译码器、驱动器和控制逻辑电路等，使用时只需外接少量的电阻、电容元件和显示器件，就可以完成模拟到数字量的转换，从而满足设计要求。显示稳定可读和测量反应速度快，是本设计的关键。ICL7107 的一个周期为用4000 个计数脉冲时间作为A/D 转换的一个周期时间，每个周期分成自动稳零（AZ）、信号积分（INT）和反积分（DE）3 个阶段。内部逻辑控制电路不断地重复产生AZ、INT、DE 3 个阶段的控制信号，适时地指挥计数器、锁存器、译码器等协调工作，使输出对应于输入信号的数值。而输入模拟量的数值在其内部数值上等于计数数值T，即：VIN 的数值=T 的数值或Vin=Vref(T