項目7數字電壓表的設計與實現(xiàn)

1、項目項目7 7 數字電壓表的設計與實現(xiàn)數字電壓表的設計與實現(xiàn) 昆明冶金高等?？茖W校昆明冶金高等專科學校- -精品課程精品課程- -數字電子技術數字電子技術數字電子技術應用數字電子技術應用項目目標項目目標項目項目7 7 數字電壓表的設計與實現(xiàn)數字電壓表的設計與實現(xiàn) 了解雙積分式了解雙積分式A/DA/D轉換器的工作原理。轉換器的工作原理。 熟悉熟悉 位位A/D轉換器轉換器CC14433的性能及其的性能及其引腳功能。引腳功能。 掌握用掌握用CC14433CC14433構成直流數字電壓表的方法。構成直流數字電壓表的方法。 213任務引入任務引入項目項目7 7 數字電壓表的設計與實現(xiàn)數字電壓表的設計與實

2、現(xiàn)設計并實現(xiàn)一個設計并實現(xiàn)一個 位直流所數字電壓表。位直流所數字電壓表。213任務分析任務分析項目項目7 7 數字電壓表的設計與實現(xiàn)數字電壓表的設計與實現(xiàn) 要完成任務，首先要弄清要完成任務，首先要弄清 位的含義，所謂位的含義，所謂 位是指總的輸出有位是指總的輸出有4 4位數，最高位僅有位數，最高位僅有0 0和和1 1兩種狀兩種狀態(tài)，其余態(tài)，其余3 3位可以表示位可以表示0 09 9中的任何一個數字，因為中的任何一個數字，因為最高位表達的數字受限，因此稱此位為最高位表達的數字受限，因此稱此位為 位，另外位，另外3 3位能表示位能表示0 09 9十種狀態(tài)，稱為全位，整個合起來為十種狀態(tài)，稱為全位，

3、整個合起來為 位；其次任務是要將一個檢測到的電壓信號的大小位；其次任務是要將一個檢測到的電壓信號的大?。M量）以數字量的形式表達，所以，要實現(xiàn)任（模擬量）以數字量的形式表達，所以，要實現(xiàn)任務，需要對模擬信號轉變?yōu)閿底中盘柕闹R加以學務，需要對模擬信號轉變?yōu)閿底中盘柕闹R加以學習和應用。習和應用。213213213任務任務1 1 雙積分雙積分A-DA-D轉換器轉換器項目項目7 7 數字電壓表的設計與實現(xiàn)數字電壓表的設計與實現(xiàn)任務任務2 2 數字電壓表電路的結構和原理數字電壓表電路的結構和原理任務任務3 3 數字電壓表的安裝調試數字電壓表的安裝調試任務任務1 1 雙積分雙積分A-DA-D轉換器轉

4、換器1.VT變換型雙積分變換型雙積分A-D轉換器轉換器任務任務1 1 雙積分雙積分A-DA-D轉換器轉換器2 集成集成A-D轉換器轉換器 任務任務1 1 雙積分雙積分A-DA-D轉換器轉換器(2)三位半集成ADC芯片MC14433 a)電路框圖 b)引腳圖 1）電路框圖及引腳說明 任務任務1 1 雙積分雙積分A-DA-D轉換器轉換器2）工作原理 MC14433是雙積分型的A/D轉換器。雙積分型的特點是電路結構簡單，外接元件少，抗共模干擾能力強，但轉換速度較慢。 MC14433的邏輯部分包括時鐘信號發(fā)生器、4位十進制計數器、多路開關、邏輯控制器、極性檢測器和溢出指示器等。時鐘信號發(fā)生器由芯片內部

5、的反相器、電容以及外接電阻RC所構成。RC通?？扇?50 k、470 k、360 k等典型值，相應的時鐘頻率f0依次為50kHz、66 kHz、100 kHz。采用外部時鐘頻率時，不得接RC。計數器是4位十進制計數器，計數范圍為01999。鎖存器用來存放A/D轉換結果。任務任務1 1 雙積分雙積分A-DA-D轉換器轉換器 MC14433輸出為BCD碼，4位十進制數按時間順序從Q1Q3輸出，DS1DS4是多路選擇開關的選通信號，即位選通信號。當某一個DS信號為高電平時，相應的位被選通，此刻Q0Q3輸出的BCD碼與該位數據相對應。 MC14433具有自動調零、自動極性轉換等功能，可測量正或負的電壓

6、值。它的使用調試簡便，能與微處理機或其它數字系統(tǒng)兼容，廣泛用于數字面板表，數字萬用表，數字溫度計，數字量具及遙測、遙控系統(tǒng)。任務任務2 2 數字電壓表電路的結構和原理數字電壓表電路的結構和原理1電路結構電路結構圖7-3 位直流數字電壓表的線路結構任務任務2 2 數字電壓表電路的結構和原理數字電壓表電路的結構和原理 2 所需設備與器件所需設備與器件表表7-2 元件名稱、規(guī)格型號和數量明細表元件名稱、規(guī)格型號和數量明細表規(guī)格名稱數量MC1443A/D轉換器1CC4511顯示譯碼器1MC1413反向驅動器1TBC5011H數碼管4MC1403基準電壓源1100電阻33k電阻147 k、470 k電阻

7、各21 k電阻210 k電位器20.1uF電容3任務任務2 2 數字電壓表電路的結構和原理數字電壓表電路的結構和原理 3 電路說明電路說明21 MC14433是3 位CMOS雙積分型A/D轉換器；CC4511為譯碼驅動電路（LED數碼管為共陰極）：MC1403為基準電壓源電路；MC1413為7組達林頓管反相驅動電路。DS1DS4信號經MC1413緩沖后驅動各位數碼管的陰極?？梢姡琈C14433是將輸入的模擬電壓轉換為數字電壓的核心芯片，其余都是它的外圍輔助芯片。 MC1403的輸出接至MC14433的Vref輸入端，為后者提供高精度、高穩(wěn)定度的參考電源；CC4511接收MC14433輸出的BC

8、D碼，經譯碼后送到4個LED七段數碼管。4個數碼管ag分別并聯(lián)在一起；MC1413的4個輸出端O1O4分別接至4個數碼管的陰極，為數碼管提供導電通路，它接收MC14433的選通脈沖DS1DS4，使O4O1輪流為低電平，從而控制4個數碼管輪流工作，實現(xiàn)所謂的掃描顯示。任務任務2 2 數字電壓表電路的結構和原理數字電壓表電路的結構和原理3 電路說明電路說明 電壓極性符號“-”由MC14433中的一只晶體管控制。當輸入負電壓時，Q2=0，Q2 負號控制位驅動器不工作， “-”通過限流電阻點亮；當輸入正電壓時，Q2=1，負號控制位使達林管驅動導通，限流電阻接地，使“-”旁路熄滅。 當參考電壓Vref取

9、2V和200mV時，輸入被測模擬電壓的范圍分別為01.999V和0199.9mV。由于MC14433量程電壓輸入端的最大輸入電壓不能超過1.999V，若被測輸入電壓范圍超過1.999V，如在020V范圍，被測輸入的電壓需要經過分壓才能輸入，被測電壓輸入端uI前必須用10k的電阻分壓，470k和47k的電阻限流，使輸入的電壓大約為原來電壓的十分之一，使之與2V的參考電壓匹配。任務任務3 3 數字電壓表的安裝和調試數字電壓表的安裝和調試1 數碼顯示部分的組裝與調試2 標準電壓源的連接和調整3 總裝總調4 結果記錄分析項目小結項目小結 1、A-D轉換器是將模擬量轉換成與其成正比的數字量的裝置。它有直接轉換型和間接轉換型兩種。本項目中介