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1、,项目7 数字电压表的设计与实现,昆明冶金高等专科学校-精品课程-数字电子技术,数字电子技术应用,项目目标,项目7 数字电压表的设计与实现, 了解双积分式A/D转换器的工作原理。, 熟悉 位A/D转换器CC14433的性能及其 引脚功能。, 掌握用CC14433构成直流数字电压表的方法。,任务引入,项目7 数字电压表的设计与实现,设计并实现一个 位直流所数字电压表。,任务分析,项目7 数字电压表的设计与实现,要完成任务，首先要弄清 位的含义，所谓 位是指总的输出有4位数，最高位仅有0和1两种状 态，其余3位可以表示09中的任何一个数字，因为 最高位表达的数字受限，因此称此位为 位，另外3 位能
2、表示09十种状态，称为全位，整个合起来为 位；其次任务是要将一个检测到的电压信号的大小（模拟量）以数字量的形式表达，所以，要实现任务，需要对模拟信号转变为数字信号的知识加以学习和应用。,任务1 双积分A-D转换器,项目7 数字电压表的设计与实现,任务2 数字电压表电路的结构和原理,任务3 数字电压表的安装调试,任务1 双积分A-D转换器,1.VT变换型双积分A-D转换器,任务1 双积分A-D转换器,2 集成A-D转换器,任务1 双积分A-D转换器,(2)三位半集成ADC芯片MC14433,a)电路框图 b)引脚图,1）电路框图及引脚说明,任务1 双积分A-D转换器,2）工作原理 MC14433
3、是双积分型的A/D转换器。双积分型的特点是电路结构简单，外接元件少，抗共模干扰能力强，但转换速度较慢。 MC14433的逻辑部分包括时钟信号发生器、4位十进制计数器、多路开关、逻辑控制器、极性检测器和溢出指示器等。时钟信号发生器由芯片内部的反相器、电容以及外接电阻RC所构成。RC通常可取750 k、470 k、360 k等典型值，相应的时钟频率f0依次为50kHz、66 kHz、100 kHz。采用外部时钟频率时，不得接RC。计数器是4位十进制计数器，计数范围为01999。锁存器用来存放A/D转换结果。,任务1 双积分A-D转换器,MC14433输出为BCD码，4位十进制数按时间顺序从Q1Q3
4、输出，DS1DS4是多路选择开关的选通信号，即位选通信号。当某一个DS信号为高电平时，相应的位被选通，此刻Q0Q3输出的BCD码与该位数据相对应。 MC14433具有自动调零、自动极性转换等功能，可测量正或负的电压值。它的使用调试简便，能与微处理机或其它数字系统兼容，广泛用于数字面板表，数字万用表，数字温度计，数字量具及遥测、遥控系统。,任务2 数字电压表电路的结构和原理,1电路结构,图7-3 位直流数字电压表的线路结构,任务2 数字电压表电路的结构和原理,2 所需设备与器件,表7-2 元件名称、规格型号和数量明细表,任务2 数字电压表电路的结构和原理,3 电路说明,MC14433是3 位CM
5、OS双积分型A/D转换器；CC4511为译码驱动电路（LED数码管为共阴极）：MC1403为基准电压源电路；MC1413为7组达林顿管反相驱动电路。DS1DS4信号经MC1413缓冲后驱动各位数码管的阴极。可见，MC14433是将输入的模拟电压转换为数字电压的核心芯片，其余都是它的外围辅助芯片。,MC1403的输出接至MC14433的Vref输入端，为后者提供高精度、高稳定度的参考电源；CC4511接收MC14433输出的BCD码，经译码后送到4个LED七段数码管。4个数码管ag分别并联在一起；MC1413的4个输出端O1O4分别接至4个数码管的阴极，为数码管提供导电通路，它接收MC14433
6、的选通脉冲DS1DS4，使O4O1轮流为低电平，从而控制4个数码管轮流工作，实现所谓的扫描显示。,任务2 数字电压表电路的结构和原理,3 电路说明,电压极性符号“-”由MC14433中的一只晶体管控制。当输入负电压时，Q2=0，Q2 负号控制位驱动器不工作， “-”通过限流电阻点亮；当输入正电压时，Q2=1，负号控制位使达林管驱动导通，限流电阻接地，使“-”旁路熄灭。 当参考电压Vref取2V和200mV时，输入被测模拟电压的范围分别为01.999V和0199.9mV。由于MC14433量程电压输入端的最大输入电压不能超过1.999V，若被测输入电压范围超过1.999V，如在020V范围，被测
7、输入的电压需要经过分压才能输入，被测电压输入端uI前必须用10k的电阻分压，470k和47k的电阻限流，使输入的电压大约为原来电压的十分之一，使之与2V的参考电压匹配。,任务3 数字电压表的安装和调试,1 数码显示部分的组装与调试,2 标准电压源的连接和调整,3 总装总调,4 结果记录分析,项目小结,1、A-D转换器是将模拟量转换成与其成正比的数字量的装置。它有直接转换型和间接转换型两种。本项目中介绍的双积分型ADC属于间接型。,2、MC14433是一种三位半的双积分型A-D转换器。双积分型的特点是电路结构简单，外接元件少，抗共模干扰能力强。,3、数字电压表是一种常用的电压测量工具，用CC14433构成直流数字电压表是一种最简单的方法，MC14433的模拟电压输入量程有1.999V。,
