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1、吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计论文纸共 20 第 1 页位数字电压表214摘要 随着电子科学技术、传感技术、自动控制技术和计算机的发展，电阻、电压、电流等数值的测量变得越来越常见，其中电压的测量最为常见。传统的指针式电压表应经无法满足如今高精度的要求，数字电压表的诞生很好地解决了这一问题。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。且数字电压表精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便,读数方便。目前由各种 A/D 转换器构成的数字电压表,已被广泛应用于电
2、子及电工测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测试领域，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站新水平。综上所述，数字电压表在现在及将来都会有广大的应用。关键词：电压测量 数字电压 数码管关键字: 译码器 ICL7135吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计论文纸共 20 第 2 页位数字电压表的英文214Abstract Four in digital design a formSummary As the voltage the table design the electronic science
3、and technology, and sensing technology, automatic control technology and computer technology development, an electronic survey become the workers must acquire the means of electronics, precision measurement and functional requirements are higher and higher monolithic integrated circuits as computer
4、technology have a wide application in industry, intellectualized instruments, household appliances and electronic toys and other areas. this article introduced a monolithic integrated circuits 89s52 the numbers measure the voltage electrical circuit used icl7135 high precision, two points a d transf
5、orming circuit, a direct measurement range of 0 - 2000 and lcd1601 use lcd modules, and in the pc to the serial communication.Keywords voltage measurement displayed吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计论文纸共 20 第 3 页目录1 绪论.41.1 国内外数字电子发展概况.41.2 主要任务.61.3 设计内容及要求.61.4 设计目的.62 数字电压表基本组成原理及电路设计.62.1.1 数字电压表基本原理及系统框
6、图.63 数字电压表的硬件设计.73.1 四位半 AD 转换器 ICL7135 的功能简介 .73.1.1 ICL7135 的原理.83.1.2 7135 主要特点.83.1.3 ICL7135 的管脚说明.93.2 ICM7556 的管脚说明.113.3 74HC04 功能简介.123.4 74LS47 译码器简介.133.4.1 74LS47 的管脚分布和说明.143.4.2 74LS47 原理.153.5 并行 BCD 码的输出.153.6 输入滤波电路及负电源组成原理.16吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计论文纸共 20 第 4 页4 调试要点及测试方法. 175 致
7、谢. 186 参考文献.19附录.20吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计论文纸共 20 第 5 页1.绪论 1.1 国内外数字电子发展概况数字技术是当前发展最快的学科之一，数字逻辑器件已从 60 年代的小规模集成电路（SSI）发展到目前的中、大规模集成电路（MSI、LSI）及超大规模集成电（VLSI） 。相应地，数字逻辑电路的设计方法在不断地演变和发展，由原来的单一的硬件逻辑设计发展成三个分支，即硬件逻辑设计（中、小规模集成器件） 、软件逻辑设计（软件组装的 LSI 和 VSI，如微处理器、单片机等）及兼有二者优点的专用集成电路（ASIC）设计。在电量的测量中，电压，电流和频
8、率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表成为一种必不可少的测量仪器。并且，有各种单片 A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛应用于电子及电工测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域，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业数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。 目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的
9、发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。电子技术特别是数字电子技术发展迅速，大大推动了信息技术的发展，电子技术的新理论、新器件、新技术不断出现，对我们学生的能力提出更高的要求。随着电子科学技术的飞速发展，技术的发展对科学技术、国民经济和国防吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计论文纸共 20 第 6 页各领域的日益深入的影响和渗透。单纯从技术开发能力来讲，国内与国外差距并不大。从事手持设备应用系统开发的有关专家认为，中国的工科学生即使是普通大学的毕业生在技术素质上也不比国外同行差，所欠缺
10、的只是实践经验，只要稍加培训即可。但同时也指出，由于中国制造商推出的产品技术含量低，价格低，因而利润很薄，结果就没有更多力量搞开发，于是又更加无法提高技术含量，要想发展就必须首先突破这一怪圈。 1.2 主要任务（1）将四位半的数字电压表的元件焊在电板上，并进行调试，将四位半电压表显示与主机的电压表显示接近（误差要小，最好接近） 。（2）了解各元件的作用，熟悉其用法。 （3）了解四位半数字电压表在生活中实际运用。1.3 设计内容及要求(1) 测量范围是-1.9999+1.9999 V(2) 有自动调零的功能（5 位全显示 0）(3) 在正常范围内允许有+/-1 个自号跳动。(4) 组装并调试四位
11、半数字电压表。(5) 画出数字电压表电路原理图与元器件布置图，写出设计说明书。1.4 设计目的(1) 理论与实践相结合设计四位半数字电压表。(2) 掌握四位半数字电压表的设计原理、组装、焊接与调试方法。(3) 了解，掌握，并能独立调式设计四位半数字电压表。以及各组成元件的使用和原理。(4) 熟练使用万用表的各个功能2.数字电压表的基本组成原理及电路设计2.1 数字电压表基本原理及系统框图数字电压表的基本原理：该数字电压表是按照普通应用电路而组合成为最基本的数字表头，主要使用了其2.0000V 的直接测量功能。电路里采用 吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计论文纸共 20 第 7
12、 页ICL7135A/D74HC04 组成-5V 电压产生电路，以及 ICL7135 需要的时钟信号电路，省去了用户使用双电源供电的麻烦，只需要给表头供电 +5V 就可以正常使用。小数点选择电路是通过一个 NPN 型三极管，利用它的驱动源是选择哪一位数码管的位扫描驱动信号来达到对应使该位的小数点点亮的目的。基本质量的快速判别：送入 +5V 直流稳压电源（小心：电源不能反接，否则，顷刻之间可能令电压表报废！） ，屏幕上面应该显示随机数字，用金属短路 2 个输入端口（Vin 与 GND） ，屏幕应该显示0000,（允许有 1 个字的变化） ，利用指针万用表的 X1 电阻挡， （或者是一节 1.5V
13、 电池） ，输入到电压表的信号输入端口，屏幕应该显示该电池的数字。例如：15034 (具体应该以电池电压为准） ，如果你需要选择决定小数点的位置，可以通过选择小数点来让它显示 1.5034 或者 15.034 等等。交换输入信号的极性，应该有负号出现，显示为 -15034,（允许有1 个字的翻转误差，人工无法修改，由芯片制作厂商决定此指标） 。经过这么一轮测试，如果都没有问题，表头就可以准备使用了。校准测量精度：可以使用最简单的方法校准，就是利用一只数字万用表监视着芯片第二引脚的电压，微调多圈电位器，使读数1.0000V,(允许 2 个字)，然后，输入一个信号电压，用数字万用表监视，是否读数一致，如果不一致，再仔细微调多圈电位器令其达到一致。校准后，可以用指甲油小许封住多圈电位器的微调螺钉，以防移位，之后，就可以投入正常使用了。 （表头已经出品时校准在 2V 量程，基准1.0000V， 2 个字） 。系统框图如图一所示：基准电压驱动器输入电压译码器时钟信号LED 数码显示电路吉林建工学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计论文纸共 20 第 8 页图 1 系统框图3.数字电压表的硬件设计3.1 LED 及四位半 AD 转换器 ICL7135 的功能简介 英文单词的缩写，主要含
