三位半数字电压表电路设计课程设计.docVIP

河北建筑工程学院 《电子技术》课程设计报告 设计题目： 三位半数字电压表电路的设计 院（系）:______ 专业班级: ___________________ 学生姓名: ____________ 学 号: 201030812 ____ 指导老师： 赵艳秋 __ 设计地点:河北建筑工程学院电气实验室_____ 设计时间: 2012年6月4日-2012年6月15日 目录 一、题目及设计目的 2 二、设计要求 2 三、方案设计与论证 2 （1）主控芯片 2 （2）显示部分 2 四、设计原理及电路图 3 （1）数字电压表原理框图 3 量程转换模块 3 基准电压模块 3 A/D电路模块 3 字形译码驱动电路模块 4 显示电路模块 4 （2）实验芯片简介 5 三位半A／D转换器MC14433 5 七段锁存-译码-驱动器CD4511 8 七路达林顿驱动器阵列MC1413 9 高精度低漂移能隙基准电源MC1403 9 五、元器件清单 11 六、参数计算 11 七、结论与心得 11 八、参考文献 12 数字电压表电路设计报告 题目及设计目的 1、题目：3 1/2位数字电压表 2、设计目的：通过电子技术的综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法，同时复习、巩固以往的模电、数电内容。 设计要求 1、利用所学过知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计出2-3个实现数字电压表的方案；只要求写出实现工作原理，画出电原理功能图，描述其功能。 2、对将要实验方案，须采用中、小规模集成电路、MC14433A/D转换器等电路进行设计，写出已确定方案详细工作原理，计算出参数。 3、技术指标： 测量直流电压 1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V； 测量交流电压 1999-199V。 三、方案设计与论证 1、主控芯片 方案1：选用A/D转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是工作速度低，优点是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。 方案2：选用专用电压转化芯片INC7107实现电压的测量和控制。它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管。用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是精度比较低，且内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。 方案3：选用单片机AT89S52和A/D转换芯片ADC0809实现电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是价格稍贵；优点是转换精度高，且转换的过程和控制、显示部分可以控制。 基于课程设计的要求，我们优先选用了：方案1 2、显示部分 方案1：选用4个单体的共阴晶体管。优点是价格比较便宜；缺点是焊接时比较麻烦，容易出错。 方案2：选用点阵显示器。优点是能显示文字和数字；缺点是其内部结构较为复杂，不易连接。 方案3：选用液晶显示器。优点是能显示大量的文字、数字和图形，而且清晰化程度高；缺点是成本高。 基于课程设计的要求，我们优先选用了：方案1 设计原理及电路图 （1）数字电压表原理框图如下： 方案1的原理框图如图a所示； 方案2的原理框图如图b所示； 方案3的原理框图如图c所示。 图a 图b 图c 鉴于选用方案一，由数字电压表原理框图可知,数字电压表由五个模块构成,分别是基准电压模块, 3 1/2位A/D电路模块,字形译码驱动电路模块,显示电路模块,字位驱动电路模块. 各个模块设计如下: 量程转换模块 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. 3 1/2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、CD4511 BCD到七段锁存-译码-驱动器、能隙基准