《三位半数字万用表电路课程设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三位半数字万用表电路课程设计报告（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.建筑工程学院课程设计报告书课程名称： ?电子技术?综合课程设计 学 院： 电气工程学院 专 业：班 级：学 号：学生：指导教师：职 称： 年 月 日目录一、课程设计的目的. 2二、设计要求及技术指标.2三、设计方案及原理.2 四、测试部分电路设计. 31数字电压表原理框图3电压衰减电路3单相桥式整流滤波电路4基准电压模块53 1/2位A/D电路模块5字形译码驱动电路模块6显示电路模块62实验电路工作过程及芯片简介7 工作过程7三位半AD转换器MC144338七段锁存-译码-驱动器MC45118七路达林顿驱动器阵列MC14139高精度低漂移能隙基准电源MC14039五、总电路图及电路分析.9六
2、、元器件清单. .10七、组装、调试容.11八、设计心得和体会.11九、 参考文献.12十、电路搭建完成的照片.13第一章课程设计目的课程设计主要目的：是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、应完成的工作容和具体的设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往的学习模电、数电容，达到灵活应用的目的。在设计完成以后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务同时应注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面：独立工作能力和创造力；综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；
3、查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法；工程绘图能力；写技术报告和编制技术资料的能力。培养同学之间合作与交流的能力；电路检测与故障排查能力；第二章设计要求及技术指标具体要求：1、利用所学知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计三个实现数字万用表的方案；只要求写出实现原理，画出原理功能框图，描述其功能。说明：采用原理、方案不限，也可以自行设计。2、其中对将要实验方案3 1/2数字电压表，需采用中、小规模集成电路、MC14433 A/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。技术指标：1、测量直流电压1999-1V；199.9-0.1V；1
4、9.99-0.01V；1.999-0.001V；2、测量交流电压1999-199V；3、三位半显示；4、总体设计；5、电阻、电容6、根据设计过程写出详细的课程设计报告；第三章设计方案及原理基于MC14433的数字电压表基于MC14433的数字电压表此方案是对电压量进行测试并显示的数字电路。对于交流可以采用桥式整流，通过电阻分压，再用放大器放大，把平均值转换为有效值，再将待测直流电压Vx加到MC14433芯片的3脚，经MC14433完成A/D转换后，通过CD4511七段锁存/译码/驱动器送到LED显示，LED位选是由MC14433的DS4-DS1经MC1413反向后提供，MC1403为MC144
5、433提供基准电压。第四章测试部分电路设计 1数字电压表原理框图如下由数字电压表原理框图可知,数字电压表由六个模块构成,分别是整流电路模块，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.现简介各个结构如下：4.1 电压衰减电路-.如左图中四个电阻串联分压设计，总电阻值为10M，当开关S1闭合时，为最小量程2V；当开关S2闭合时，衰减10倍，其量程为20V；当开关S3闭合时，衰减100倍，其量程为200V；当开关S3闭合时，衰减100倍，其量程为200V。量程转换电路图4.2 单相桥式整流滤波电路电路图如下列图：单相桥式整流滤波电路电路为单向桥
6、式整流电路，适用于大电压的整流。电路TR为电流变压器，它的作用是将交流电网电压V1变成整流电路要求的电压V2=Sinwt，四支整流二极管D1D4接成电桥的形式。4.3 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。4.4 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。4.5 字形译码驱动电路模块 4.6 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实验工作过程及芯片简介数字显示电压表
7、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、能隙基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。本系统是三位半数字电压表,三位半是指十进制数00001999。所谓3位是指个位、十位、百位，其数字围均为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l，即二值状态，所以称为半位。工作过程如下：三位半数字电压表通过位选信号DS1DS4进行动态扫描显示，由于MC14433电路的A/D转换结果是采用BCD码多路调制方法输出，只要配上一块译码器，就可
8、以将转换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。DS1DS4输出多路调制选通脉冲信号。DS选通脉冲为高电平时表示对应的数位被选通，此时该位数据在Q0Q3端输出。每个DS选通脉冲高电平宽度为18个时钟脉冲周期，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DS1输出正脉冲。以下依次为DS2，DS3和DS4。其中DS1对应最高位(MSD)，DS4那么对应最低位(LSD)。在对应DS2，DS3和DS4选通期间，Q0Q3输出BCD全位数据，即以8421码方式输出对应的数字09在DS1选通期间，Q0Q3输出千位的半位数0或l及过量程、欠
9、量程和极性标志信号。在位选信号DS1选通期间Q0Q3的输出容如下：Q3表示千位数，Q3=0代表千位数的数字显示为1，Q3=1代表千位数的数字显示为0。Q2表示被测电压的极性，Q2的电平为1，表示极性为正，即UX0；Q2的电平为0，表示极性为负，即UX1999，那么溢出。|UX|UR那么 输出低电平。当 = 1时，表示|UX|UR 。平时OR输出为高电平，表示被测量在量程。MC14433的端与MC4511的消隐端 直接相连，当UX超出量程围时，输出低电平，即 = 0 = 0 ，MC4511译码器输出全0，使发光数码管显示数字熄灭，而负号和小数点依然发亮。1.三位半A/D转换器MC14433 在数
10、字仪表中，MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A/D转换器。和其它典型的双积分A/D转换器类似，MC14433A/D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。如果必要设计应用者可参考相关参考书。使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A/D转换。 MC14433部模拟电路实现了如下功能：1提高A/D 转换器的输入阻抗，使输入阻抗可达l00M以上；2和外接的RI、CI构成一个积分放大器，完成V/T 转换即电压时间的转换；3构造了电压比较器，完成“0电平检出，将输入电压与零电
11、压进行比较，根据两者的差值决定极性输出是“1还是“0。比较器的输出用作部数字控制电路的一个判别信号；4与外接电容器C0构成自动调零电路。除“模拟电路以外，MC14433 部含有四位十进制计数器，对反积分时间进行3位半BCD码计数(01999)，并锁存于三位半十进制代码数据寄存器，在控制逻辑和实时取数信号(DU)作用下，实现A/D转换结果的锁定和存储。借助于多路选择开关，从高位到低位逐位输出BCD码Q0Q3，并输出相应位的多路选通脉冲标志信号DS1DS4实现三位半数码的扫描方式多路调制方式输出。MC14433部的控制逻辑是A/D 转换的指挥中心，它统一控制各部分电路的工作。根据比较器的输出极性接
12、通电子模拟开关，完成A/D转换各个阶段的开关转换，产生定时转换信号以及过量程等功能标志信号。在对基准电压VREF 进行积分时，控制逻辑令4位计数器开始计数，完成A/D 转换。2七段锁存-译码-驱动器MC4511 MC4511 是专用于将二-十进制代码(BCD)转换成七段显示信号的专用标准译码器，它由4位锁存器，7段译码电路和驱动器三布分组成。(1) 四位锁存器(LATCH)：它的功能是将输入的A，B，C 和D代码寄存起来，该电路具有锁存功能，在锁存允许端LE 端，即LATCHENABLE控制下起锁存数据的作用。当LE=1时，锁存器处于锁存状态，四位锁存器封锁输入，此时它的输出为前一次LE=0时
13、输入的BCD码；当LE=0时，锁存器处于选通状态，输出即为输入的代码。由此可见，利用LE 端的控制作用可以将某一时刻的输入BCD代码寄存下来，使输出不再随输入变化。(2) 七段译码电路：将来自四位锁存器输出的BCD 代码译成七段显示码输出，MC4511中的七段译码器有两个控制端：LT(LAMP TEST)灯测试端。当LT = 0时，七段译码器输出全1，发光数码管各段全亮显示；当LT = 1时，译码器输出状态由BI端控制。 BI (BLANKING)消隐端。当BI = 0时，控制译码器为全0输出，发光数码管各段熄灭。BI = 1时，译码器正常输出，发光数码管正常显示。上述两个控制端配合使用，可使译码器完成显示上的一些特殊功能。(3) 驱动器：利用
