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1、.毕业设计姓 名：孟冬冬专 业：电气自动化 班 级：电气 1001 班 设计课题：数字电压表的设计指导教师：杨喜录 电子信息工程系印制二一二年九月.宝鸡职业技术学院毕业设计任务书姓 名：孟冬冬专 业：电气自动化 班 级：电气 1001 班 设计课题：数字电压表的设计指导教师：杨喜录 电子信息工程系印制二一二年九月.毕业设计题目：数字电压表的设计 毕业设计目的：通过本课题设计，使学生知道用所学专业知识设计电子电路的一般方法和步骤，提高学生综合分析问题和解决实际问题的能力。毕业设计任务：设计一个数字式电压表的完整电路毕业设计主要技术数据：1、 设计数字电压表的完整电路；2、 直流电压的测量范围为：
2、0 - 1.999V；0 19.99V；0 199.9V；0 1999V 共四个量程毕业设计工作量要求：论文正文应具有数字电压表的设计电原理图及其工作原理、设计过程、参数选择等完整步骤，字数不少于 8000 字（含图） 。毕业设计进度计划：第 1 周 下达毕业设计任务，认真分析选题所要完成的任务及设计所需达到的技术指标，并向指导教师汇报自己的理解，由指导教师指出学生对该设计存在的问题，对于合理建议应给予肯定。第 2 周 查阅相关文献资料，并及时和指导教师进行交流；第 3 周 通过查阅相关文献资料，初步确定设计方案，并及时和指导教师交流，征求指导教师意见。.第 4-5 周 按照主要技术数据对初步
3、设计方案进行进一步修改，按照修改结果初步试画出相应电路原理图，征求指导教师意见。第 6 周 使用相应软件软件画出电路原理图；第 7 周 整理资料，撰写格式规范的毕业设计报告并交指导教师审阅；第 8 周 准备答辩纲要，做 PPT，进行毕业答辩。毕业设计应完成的技术资料：纸质和电子版论文各一份参考文献：数字电子技术基础 、 TTL 集成电路大全 、 CMOS 集成电路大全 、教研室主任意见：系主管领导意见：任务下达日期2012 年 9 月 19日规定完成日期2012 年 11 月 16日引言数字电压表是采用数字化电路测量的电压仪表。它以其高准确度、高可靠性、高分辨率、高性价比、读数清晰方便、测量速
4、度快、输入阻抗高等优良特性而倍受人们的青睐。数字电压表是诸多数字.化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表(如：温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪)，几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。因此对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。传统的模拟式（即指针式）电压表已有 100 多年的发展史，虽然不断改进与完善，仍无法满足现代电子测量的需要，数字电压表自 1952 年问世以来，显示强大的生命力，现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪表。数字电压表简称 DVM（Digital Voltmeter） ，它是采用数
5、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。智能化数字电压表则是最大规模集成电路（LSI） 、数显技术、计算机技术、自动测试技术（ATE）的结晶。一台典型的直流数字电压表主要由输入电路、A/D 转换器、控制逻辑电路、计数器（或寄存器） 、显示器，以及电源电路等级部分组成。它的数字输出可由打印机记录，也可以送入计算机进行
6、数据处理。.系统概述数字电压表是将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示的数字系统。该系统（如图 1 所示）可由 MC14433-3 位 A/D 转换器、 MC1413 七路达林21顿驱动器阵列、CD4511 BCD 到七段锁存-译码-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，3 位是指十进制数 00001999，所谓 3 位是221指个位、十位、百位，其数字范围均为 09。而所谓半位是指千位数，它不能从 0 变化到 9，而只能由 0 变到 1，即二值状态，所以成为半位。各部件的功能如下：号转换成数字信号。1. 基准电源：提供精密电压，
7、供 A/D 转换器作参考电压。2. 译码器：将二-十进制（BCD）码转换成七段信号。驱动器：驱动显示器的 a,b,c,d,e,f,g 七个发光段，推动发光数码管目 录引言1系统概述21 设计目的和要.求21.1 设计目的31.2 设计内容及要求32 数字电压表的基本原理32.1 数字电压表组成电路32.2 系统功能2.3 工作过程43 元器件的介绍53.1 课程设计器材和供参考选择的元器件3.2 A/D 转换器132MC1443353.3 MC14433 引脚功能说明83.4 七段锁存译码驱动器MC4511.103.5 七路达林顿驱动器阵列MC1413123.6 高精度低漂移能隙基准电源MC1
8、403124 课程设计调试的要点124.1 电路调试124.2 功能调试135 课程设计报告结论136.1 按设计内容要求整理实验数据及调试中的波形146.2 画出设计内容中的电路图、接线图156.3 ICL7106 A/D 转换电路组成的数字电压表电路特点516.3 总结设计数字电压表的体会156.4 参考文献141 设计目的和要求.数字电压表的基本原理，是对直流电压进行模数转换，其结果用数字直接显示出来，按其基本工作原理可以分为积分式和比较式两大类。1.1 设计目的（1）掌握数字电压表的设计、组装与调试方法。（2）熟悉集成电路 MC14433、MC1413 、MC4511 和 MC1403
9、 的使用方法，并掌握其工作原理。1.2 设计内容及要求（1）设计数字电压表电路。（2）测量范围：直流电压0V1.999V， 0V19.99V， 0V199.9V，0V1999V。 （3）组装调试 位数字132电压表。（4）画出数字电压表电路原理图，写出总结报告。2. 数字电压表的基本原理2.1 数字电压表组成电路数字电压表是将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示的数学系统。该系统（如 C4511 BCD 到七段锁存- 译码- 驱动器、能隙基准电源 MC1403 和共阴极 LED 发光数码管组成。图 1-2 位数字电压表图132.2.2 系统功能本系统是 位数字电压表， 位是指十进制数 0
10、0001999，所谓 3 位是132132指个位、十位、百位，其数字范围均为 09。而所谓半位是指千位数，它不能从 0 变化到 9，而只能由 0 变到 1，即二值状态，所以称为半位。各部分的功能如下：（1） A/D 转换器：将输入的模拟量。32（4）驱动器：驱动显示的 a，b，c，d ，e，f，g 七个发光段，推动发光数码器（LED）进行显示。（5） 显示器：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。直流数字电压表的基本方框图工作过程： 数字电压表通过位选信号 进行动态扫描显示，由于 MC144331321DS4电路的 A/D 转换结果是采用 BCD 码多路调制方法输出，只要
11、配上一块译码器，就可以将转换的结果以数字方式实现四位数字的 LED 发光数码管动态扫描显示。 输出多路调制选通端输出。每个 DS 选通脉冲高电平宽度为 18 个时钟1DS4脉冲周期，两个相邻选通脉冲之间间隔 2 个时钟脉冲周期。DS 和 EOC 的时序关系是在 EOC 脉冲结束后，紧接着是 输出正脉冲，以下依次为 ， 和1DS2DS3。其中 对应最高位（MSD） ， 则对应最高位（ LSD） 。在对应 ，4S1 4 2和 选通期间， 输出 BCD 全位数据，即以 8421 码方式输出对应的3D0Q3数字 09。在 选通期间， 输出千位的半位数 0 或 1 及过量程、欠量程1S.和极性标志信号。
12、在位选信号 选通期间 的输出内容如下：1DS0Q3表示千位数， =“0”代表千位数的数字显示为 1， =“1”代表千位3Q3 3Q数的数字显示为 0。 表示被测电压的极性， 的电平为“1” ，表示极性为正，2 2即 ， 的电平为“ 0”表示极性为负，即 。显示数的负号（负电压）XV2 0XV由 MC1413 中的一只晶体管控制，符号位的“”阴极与千位数阴极接在一起，当输入信号 为负电压时， 端输出置“0” ， 负号控制位使得驱动器不工X2Q2Q作，通过限流电阻 使显示器的“” （即 g 段）点亮；当输入信号 为正电MR XV压时, 端输出置“1 ”，负号控制位使达林顿驱动器导通，电阻 接地，使2Q MR“”旁路而熄灭。小数点显示的是由正电源通过限流电阻 供点燃亮小数点。若量程不同DPR则选通对应的小数点。过量程是当输入电压 超过量程范围时，输出过量程标志信号 。X
