1、 电子技术电子技术之之-万用表万用表课程设计报告课程设计报告 同组学同组学生姓名(学号) :生姓名(学号) : 任务分工:任务分工: :查阅资料设计电路并进行电脑仿真, 焊接电路并参与电路的安装与调试 负责撰写课程设计及实验总结的工作 设计时间:设计时间: 2012 年年 04 月月 28 日日 2012 年年 05 月月 04 日日 指导教师:指导教师: 一、一、 课程设计的目的与要求(含设计指标课程设计的目的与要求(含设计指标) 1、 设计目的 (1)了解 ICL7107 芯片工作原理及应用。 (2)能够使用电路仿真软件进行电路调试。 (3)掌握电子系统的一般设计方法。 (4)培养综合应用
2、所学知识来指导实践的能力。 (5)掌握常用元器件的识别和测试。 (6)熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法。 2、设计要求 (1)提出具体方案 (2)给出所设计电路的原理图。 (3)进行电路仿真设计 (4)设计电路所需的直流电源。 (5) 用分立元件和运放设计的万用表电路要求先用 multisim 进行电路仿真分析, 仿真结果 正确后,在进行安装调试。 3、设计指标 直流电压表:满量程+6V; 直流电流表:满量程 10mA; 交流电压表:满量程 6V,50HZ1KHZ; 交流电流表:满量程 10mA; 欧姆表: 满量程分别为 1K,10K,100K 三、方案论证及选择三、方案论证及选择 设计万
3、用电表,总体来说有两种设计方案,来源于万用电表的指针式和数字式的两种类型。 指针式万用电表,需有表头,同时主要用 HA17741,LM324N 等芯片,借助集成运放实现 万用电表。但是考虑到表头的应用,还有本课题其他组同学采用这个方案,我们则采用了另 一种方案,设计数字式万用电表。主要运用 ICL7107 来实现,ICL7107 是高性能、低功耗的 三位半 A/D 转换器电路。它包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统,ICL7107 可直接驱动发光二极管。所以,用此芯片可以直接把模拟信号转换成数字信号,然后通过数 码管显示出来。在数据采集时,采用分开设计,直流电压测量电路,直流电流测量电
4、路,欧 姆表测量电路,交流电流、电流测量电路。 三、原理设计(或基本原理)三、原理设计(或基本原理) (1)基本原理:ICL7107 是高性能、低功耗的三位半 A/D 转换器电路。它包含七段译 码器、显示驱动器、参考源和时钟系统,ICL7107 可直接驱动发光二极管。ICL7107 是双积 型的 A/D 转换器,还集成了 A/D 转换器的模拟部分电路,如缓冲器、积分器、电压比较器、 正负电压参考源和模拟开关,以及数字电路部分如振荡源、计数器、锁存器、译码器、驱动 器和控制逻辑电路等,使用时只需外接少量的电阻、电容元件和显示器件,就可以完成模拟 到数字量的转换,从而满足设计要求。 以上是关于IC
5、L7107芯片的部分介绍,也就是应用这种功能来实现本电路设计,31和30 端口是信号采集端口,要实现电压表,电流表,欧姆表都需要另设计外接电路。整体原理都 是将电压,电流,电阻数值放映成电压输入,再通过数码管显示出来。 电压采集电路,主要用于电阻串联分压的原理;电流采集电路则通过电阻反映成电压, 输入后通过数码管显示;电阻采集电路则通过一个恒流源产生装置,R1通过换挡分别接5k, 50k,500k电阻实现恒流源产生1mA,0.1mA,0.01mA的电流,接外接未知电阻时,反映成 电压值显示出来,实现1k,10k,100k的电阻量程;同样地,交流电压,电流电路在 此基础上接一桥式整流电路即可实现。 (2)单元电路设计 电压采集电路 电流采集电路 电阻采集电路 (3)总体电路图 (4)元件列表 芯片:ICL7107 1 个 滑动变阻器: 10k 1 个 数码管: 4 个 100k 1 个 电阻: 220 20 个 5.1k 1 个 电容: 0.1uf 1 个 47k 1 个 100k 2 个 0.02uf 1 个 100k 1 个 1M 2 个 0.22uf 1 个 1k 3 个 0.47uf 1 个 100pf 1 个 四、方案实现与测试(或调试)四、方案实现与测试(或调试) 开始时通过调节 35,36 端的滑动变阻器,是输入为 200mv 时,示数显示为 19