数字电压表设计报告卜霞森.docVIP

University of South China 电子技术 课程设计说明书 设计课题 简易数字电压表 学 院 电气工程学院 姓 名 卜霞森 学 号 20104470312 专业班级 10级电卓03班 指导教师 陈文光 设计时间 2012年8-9月 【摘要】 随着电子科学技术的进步和提高，电子测量这一块越来越收到人们的重视，也在电子系统的设计中起着越来越重要的作用。作为电气工程学院电子信息工程专业的学生，有必要就电子测量这一块有一定的了解。 本设计主要应用MC14433、MC1413 、CD4511实现所需功能。以达到平时日常简单的测量所需。 【关键词】MC14433、四位LED数码管、电子测量、CD4511 目录 1 系统方案设计 - 4 - 1.1 设计目的 - 4 - 1.2 设计要求 - 4 - 1.3 系统框图 - 5 - .4 设计方案 - 5 - 方案Ⅰ： - 5 - 方案Ⅱ： - 6 - 1.5 两种方案作简单的比较 - 6 - 2 单元电路设计 - 7 - 2.1 工作原理 - 7 - 2.2 硬件电路设计 - 8 - 2.2.1 整体电路概况 - 8 - 2.2.2 双电源的处理 - 8 - 2.2.3 量程的处理 - 9 - 2.2.4 小数点的处理 - 11 - 2.2.5 MC14433的其他电路 - 11 - 2.2.6 模块的衔接 - 12 - 2.4 PCB设计制作与成品展示 - 13 - 2.4.1 原理图设计 - 13 - 2.4.2 PCB制作 - 14 - 2.5实物图 - 15 - 4 结论与心得体会 - 17 - 5 参考文献 - 17 - 6 附录 - 18 - 附录1 元器件清单 - 18 -  1 系统方案设计 1.1 设计目的 掌握数字电压表的设计、组装与调试方法； 熟悉集成电路MC14433，MC1413,CD4511和MC1403的使用方法，并掌握其工作原理。 1.2 设计要求 根据设计要求如下： 设计数字电压表电路 测量范围： 直流电压0V - 1.999V , 0V – 19.99V , 0V- 199.9V , 0V – 1999V。 组装调试 画出数字电压表电路图，写出总结报告 选作内容： 自动切换量程。  1.3 系统框图 本系统框图如下： .4 设计方案 根据以下以上要求， 有如下两种方案： 方案Ⅰ： 采用纯数字逻辑电路搭建时序逻辑电路产生对映的控制信号以达到设计要求。 优点： 成本低，电路查错简单。 缺点： 设计难度略大，电路设计和搭建过程中容易出现误差。 方案Ⅱ： 采用各类单片机进行处理中间的过程。 优点： 设计相对简单，成功率高。硬件电路搭建也比较轻松 缺点： 使用单片机提高设计成本，同时此电路应用单片机不能尽其用 1.5 两种方案作简单的比较 比较上述两种方案分析后可知，方案Ⅱ比较简单，一般情况下采用此方法，但是本设计中本着节省和练习的原则，并未使用方案Ⅱ，采用方案Ⅰ完成本设计。  2 单元电路设计 2.1 工作原理 数字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2-1所示)采用MC14433一位A/D器、MC 1413七路达林顿驱动器阵列、CD4511——BCD到七段锁存一译码一驱动器、能隙基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。本系统是3位数字电压表，位是指十进制数0000~1999。所谓三位是指个位数、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，而只能从0变化到1，即二值状态，所以称半位。 图2-1. 位数字电压表 2.2 硬件电路设计 2.2.1 整体电路概况 核心的测量部分在图2-1中已经标示出，下图为Altium Designer中的整体SCH文件图 图2-2 Altium Designer 概况图 考虑到实际设计要求，除了核心部分的测量，还需要一些外部电路才能达到要求。 2.2.2 双电源的处理 本次设计中主要芯片MC14433需要用到-5V电源，在本设计中直接采取使用排针接入-5V电源。+5V电源同理。 图2-3 双电源的处