三位半数字电压表设计方案.docVIP

河北建筑工程学院

《电子技术》课程设计报告

题目：数字电压表设计

院系：电气工程学院

专业：电气工程及其自动化

姓名：

学号：2011308

指导老师：

设计地点（单位）:河北建筑工程学院电气实验室

设计时间:2013年2月25日-2013年3月10日

目录

一、题目及设计目的 1

二、设计要求 1

三、方案设计与论证 1

（1）主控芯片 1

（2）显示部分 1

四、设计原理及电路图 1

（1）数字电压表原理框图 1

量程转换模块 2

基准电压模块 2

A/D电路模块 2

字形译码驱动电路模块 3

显示电路模块 3

（2）实验芯片简介 5

三位半A／D转换器MC14433 6

七段锁存-译码-驱动器CD4511 8

七路达林顿驱动器阵列MC1413 9

高精度低漂移能隙基准电源MC1403 10

（3）实验电路图11

五、元器件清单 11

六、参数计算 12

七、遇到问题及解决方法12

八、各芯片具体信息12

九、结论与心得 13

十、参考文献 13

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数字电压表电路设计报告

一、题目及设计目的

1、题目：31/2位数字电压表

2、设计目的：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、应完成的工作内容和具体的设计方法，同时复习、巩固以往的模电、数电内容。

二、设计要求

1、利用所学过知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计出3个实现数字电压表哦那功能的方案；要求写出实现工作原理，画出电原理功能图，描述其功能。

2、对将要进行实验的方案，须采用中、小规模集成电路、MC14433A/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。

3、技术指标：

测量直流电压1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；

测量交流电压1999-199V。

三、方案设计与论证

（1）、主控芯片

方案1：选用A/D转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是工作速度低，优点是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。

方案2：选用专用电压转化芯片INC7107实现电压的测量和控制。它包含31/2位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管。用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是精度比较低，且内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。

方案3：选用单片机AT89S52和A/D转换芯片ADC0809实现电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是价格稍贵；优点是转换精度高，且转换的过程和控制、显示部分可以控制。

基于课程设计的要求，以及元器件现有状况，选择方案一进行试验。

（2）显示部分

方案1：选用4个单体的共阴数码管。优点是价格比较便宜；缺点是焊接时比较麻烦，容易出错。

方案2：选用点阵显示器。优点是能显示文字和数字；缺点是其内部结构较为复杂，不易连接。

方案3：选用液晶显示器。优点是能显示大量的文字、数字和图形，而且清晰化程度高；缺点是成本高。

基于实验室元器件的现有提供情况，选用了方案一。

四、设计原理及电路图

（1）数字电压表原理框图如下：

方案1的原理框图如图a所示；

方案2的原理框图如图b所示；

方案3的原理框图如图c所示。

基准电压

基准电压

积分RC元件

31/2位A/D电路

字形译码驱动电路

显示电路

字位驱

动电路

量程选择

图a

直流稳压

直流稳压

电压转化芯片INC7107

显示电路

图b

直流稳压

直流稳压

AT89S52

主控系统

显示模块

A/D转换模块

量程选择模块

图c

因为选用方案一，由数字电压表原理框图可知,数字电压表由五个模块构成,分别是基准电压模块,31/2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.

各个模块设计如下:

量程转换模块

0.001～1.999V,0.01～19.99V,0.1～199.9V,0～1999V选MC14433的基准电压为2V,则其量程为0.001～1.999V,所以其他量程分别×10×100×1000档位。电路如图用4个电阻串联进行分压，电阻为R1=9M,R2