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1、摘 要随着科学技术的发展，数字电压表的种类越来越多，功能越来越丰富，当然应用的领域也越来越广泛，给人们的工作和生活带来许多方便。本文主要介绍的是基于ICL7107数字电压表的设计的设计，ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统是一种集三位半转换器段驱动器位驱动器于一体的大规模集成电路，ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统的一种31/2位A/D转换器，能够直接驱动共阳极数字显示器，够成数字电压表，此电路简洁完整，稍加改造就可以够成其他电路，如数字电子秤、数字温度计的等专门传感器的测量工具。ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统是一种集三位半转换器段驱动器、位驱动器于一体的大规模集成电
2、路，官地方官方主要用于对不同电压的测量和许多工程上的应用，调频接口电路，它采用的是双积分原理完成A/D转换，全部转换电路用CMOS大规模集成电路设计。应用了ICL7107芯片数码管显示器等，芯片第一脚是供电，正确电压时DC5V，连接好电源把所需要测量的物品连接在表的两个端口，从而可以在显示器上看到所需要的结果。在软件设计上，主要编写了实现计数频率的调节和单片机功能的相关程序，,最后把软件设计和硬件设计结合到一起，然后进行调试。本文阐述了硬件设计中具体的硬件结构和功能和软件设计中具体写入的程序还有相应的调试过程。关键词：ICL7107芯片、数字电压表、数字电子秤、数字温度计、31/2位A/D转换
3、器ABSTRACTWith the development of science and technology, the type of digital voltmeter, more and more function more and more rich, of course, areas of application are increasingly being used to give people a lot of work and life easy.In this paper, is based on the design of digital voltmeter ICL7107
4、 design, ICL7107 is widely used in digital measuring system is a set of three and a half drive digital converter section of the drive in one of the large scale integrated circuits, ICL7107 is a widely usedA digital measurement system at 31 / 2 A / D converter, able to directly drive common anode LED
5、 digital tube, enough for a digital voltage meter, this circuit is simple and complete, little can be enough to transform into other circuits, such as digital electronicsscales, digital thermometers and other specialized sensors measuring tools.ICL7107 is widely used in digital measuring system is a
6、 set of three and a half drive digital converter section of the drive in one of the large scale integrated circuits, the official local government is mainly used for the measurement of different voltages and many engineering applications, FM Interfacecircuit, which uses the principle of complete dou
7、ble integral A / D converter, all conversion circuits for CMOS VLSI design.Application of the ICL7107 chip digital display and so on, the chip is the first foot-powered, correct voltage DC5V, connect the power supply to the items to be measured by connecting the two ports in the table, so you can se
8、e the need to monitor the results of.In software design, mainly the preparation of the regulation to achieve count rate and SCM functions related procedures, and finally the combination of software design and hardware design together, and then debug it.This paper describes the hardware design of the
9、 structure and function of specific hardware and software design, there are specific written procedures for the appropriate debugging process.Key words: ICL7107 chip, digital voltmeter, digital electronic scales, digital thermometers, 31 / 2 A / D converter目 录第一章 绪论11.1 数字电压表的概术11.2 数字电压表的结构11.3 数字电
10、压表应用领域21.4设计目的2第二章 课程设计方案、要求、任务实验原理32.1方案选择32.2 系统方框图42.3设计要求52.4设计任务52.5实验原理6第三章 课程设计框图及工作原理133.1工作原理133.2 ICL7107的工作原理143.3关于多量程电路部分173.4原理图20第四章 电池选择和电路仿真214.1 电源介绍214.2电路仿真22第五章 系统调试及结果分析255.1系统调试255.2 硬件实物图25第六章 总结27致 谢27参 考 文 献29第一章 绪论1.1 数字电压表的概术 电表是常用的电学测量仪器，有关电表的基本原理和应用技术实验在电学实验中是不可缺少的，我们把数
11、字电表基本原理和应用技术引入普通电学实验中，其原因是：数字仪表应用日益广泛；数字电表基本原理简单，它也是一种比较法，对电容器在待测电压Vx与参考电压下的充、放电时间关系进行比较。了解了数字电表基本原理及常用模数转换芯片外围元件的作用、参量选择原则后可在万用表设计中灵活应用数字电表的模数转换芯片。随着科学的发展，数字电压表应用越来越广泛，下面介绍一下数字电压表的组成和应用领域。1.2 数字电压表的结构数字电压表有以下几个个组成部分： ICL7107芯片LED数字显示器三位半驱动段驱动位驱动 数字电压具有以下九大特点： 1.显示数据直观，度数准确。 2.准确度高。 3.分辨率高。 4.测量范围宽。
12、 5.扩展能力强。 6.测量速率高。 7.输入阻抗高。8.集成度高，微功耗。 9.抗干扰能力强。1.3 数字电压表应用领域数字电压表通常被应用以下任务： 1.对一些工程上的测量； 2.完成大规模集成电路的转换； 3.应用于大规模的数字测量； 4.实现三位半集成电路的应用和其他电路的应用；本文主要是研究基于ICL7107芯片、数字显计数器的应用。1.4设计目的1.综合运用数字电路和模拟电路，巩固所学知识。2.了解双积分A/D转换器的工作原理。3.掌握ICL7107构成数字直流电压表的方法。4.了解数字显示电路的扩展应用。5.了解产品设计的基本思路和方法。6.掌握常用电子元件的选择方法和元件参数的
13、7.加强计算机运用、查阅资料和独立完成电路设计的能力第二章 课程设计方案、要求、任务实验原理2.1方案选择方案1：主要器件由芯片ICL7107和液晶显示器LCD组成。 由于7107是把模拟电路与逻辑电路集成在一块芯片上，属于大规模CMOS集成电路. 因此本方案有主要以下特点：1.采用单电源供电，可以使用9V迭层电池，有助于实现仪表的小型化。2.芯片内部有异或门输出电路，可以直接驱动LCD液晶显示器。3.耗功低。芯片本身消耗电流仅1.8mA,功耗为16mW。4.输入阻抗极高，对输入信号无衰减作用。5.能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动显示极性功能。6.噪声低，失调温标和增益温标均很小。具有良
14、好的可靠性，使用寿命长。7.整机组装方便，无须外加有源器件，可以很方便的进行功能检查。方案2：主要芯片有ICL7107和共阳极半导体数码管LED组成。 本方案的主要特点是： 1.能够直接驱动共阳极的LED显示器，不需要外加驱动原件，使整机线路简化。 2.采用+5V和-5V两组电源供电。 3.LED属于电池控制原件，芯片本身功耗较小。 4.显示亮度较高。方案3：主要器件有芯片MC14433和共阴极半导体数码管LED组成。 MC14433是美国摩托罗拉公司生产的单片A/D转换器，它适合构成带BCD码输出的31/2位LED显示数字电压表，是目前应用较为普遍的一种低速A/D转换器。MC14433的主要
15、性能特点：1.MC14433属于CMOS大规模集成电路，其转换准确度很高，内时钟振荡器，仅需外接一个振荡电阻。能获得超量程（OR）、欠量程（UR）信号，便于实现自动转换量程。能增加度数保持（HOLD）功能，电压量程分两挡：200mV、2V,最大显示值分别为：199.9mV和19999V。量程与基准电压成1比1关系。即UM=UREF.原理方框图.图2.1-12.2 系统方框图方案一 是采用ICL7107芯片原理和相关电路相结合设计的数字电压表显计数器，电路如图所示本文的电压表是一个31/2位半直流电压测量的数字式电压表。测量范围为直流0到199mV，0到1.99V，0到19.99V，0到199.9V，0到1999V，功5个量程。电压值显示稳定，读数方便，能测量正负电压和自动切换量程，使用方便，本系统可分为测试电压转换、模拟电压通道、数据电压通道、数码显示、小数点驱动电路5部分。图2.2-1 系统方框图2.3设计要求1.利用芯片ICL7107
