数字电压表的课程设计

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1、 - 1 - 数字电压表设计报告 一、一、设计目的作用设计目的作用 数字电压表的基本原理， 是对直流电压进行模数转换， 其结果用数字直接 显示出来，按其基本工作原理可分为积分式和比较式两大类。熟悉集成电路 MC14433，MC1413，CD4511 和 MC1403 的使用方法，并掌握其工作原理。 二、设计要求二、设计要求 （1).设计数字电压表电路 （2).测量范围：直流电压 0V-1.999V,0V-19.99V,0V-199.9V,0V-1999V; （3).画出数字电压表电路原理图，写出总结报告。 三、设计的具体实现三、设计的具体实现 （一） 、系统概述 数字电压表是将被测模拟量转换为

2、数字量， 并进行实时数字显示的数字系 统。 该系统（如图 1 所示）可由 MC14433-3 2 1 位 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 3 2 1 位数字电压表，3 2 1 位是指十进制数 00001999，所谓 3 位 是指个位、十位、百位，其数字范围均为 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 1，即二值状态，所以成为半位。 各部件的功能如下： （1）3 2 1 A/D 转换器：将输入的模拟信号转换成数字信

3、号。 （2）基准电源：提供精密电压，供 A/D 转换器作参考电压。 （3）译码器：将二-十进制（BCD）码转换成七段信号。 （4）驱动器：驱动显示器的 a,b,c,d,e,f,g 七个发光段，推动发光数码 管（LED）进行显示。 （5）显示器：将译码器输出的七段信号进行数字显示，读出 A/D 转换结 - 2 - 果。 图 1 工作过程如下： 3 2 1 数字电压表通过位选信号DS 1DS4 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。 DS 1

4、DS4 输出多路调制选通脉冲信号，DS选通脉冲为高电平，则表示对应 的数位被选通，此时该位数据在Q 0 Q 3 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DS 1输出正脉冲，以下依次 - 3 - 为 DS 2 、DS 3和DS4 。其中DS 1对应最高位（MSD） ，DS4 则对应最低位（LSD） 。 在对应DS 2 、DS 3和DS4 选通期间，Q 0 Q 3 输出 BCD 全位数据，即以 8421 码方式输出对应的数字 09。在DS 1选通期间，Q0 Q 3 输出千位的半位数 0 或 1 及过量程、欠量程和极性标志信号。 在位选信号DS 1选通期间Q0 Q 3 的输出内容如下： Q 3 表示千位数，Q 3 =“0”代表千位数的数字显示为 1，Q 3 =“1”代表 千位数的数字显示为 0。 Q 2 表示被测电压的极性，Q 2 的电平为“1” ，表示极性为正，即V X 0， Q 2 的电平为 “0” ， 表示极性为负， 即V X 0