积分式直流数字电压表
摘要
本双积分电压表系统以89C51单片机为核心、以分立元件制作的双积分型A/D转换器为主要部件的4位半积分式数字直流电压表,并对所设计的电压表进行了测试,结果测量误差≤±0.03%,精度达到4位半。实现了自动量程转换功能,自动调零功能，有很好的实际应用价值。
关键词：单片机，双积分A/D转换器，自动调零，自动转换量程
目录
1 方案论证与比较 (1)
1.1信号调理 (1)
1.2处理器的选择与比较 (1)
1.3积分器的选择与比较 (1)
2 系统设计 (2)
2.1总体设计 (2)
2.2单元电路设计 (3)
2.2.1 信号调理调理电路 (3)
2.2.2 双积分电路设计 (4)
2.2.3 基准源电路设计 (4)
3 软件设计 (5)
4系统测试 (5)
5 结论 (6)
参考文献： (6)
附录： (7)
附1：元器件明细表： (8)
附2：仪器设备清单 (8)
附3：电路图图纸 (9)
附4：程序清单
方案论证与比较
1.1.1信号调理比较与选择
方案一、信号经过缓冲器提高输入阻抗后经过低通滤波器后，然后由模拟开关选择信号放大与不放大，当信号大于200mv时不放大，小于200mv时经过仪表放大器进行放大。
方案二、信号经过电压分阻条统一衰减后经过缓冲器提高其负载能力，信号进行低通
滤波器其截止频率在10HZ左后滤除高频噪声及干扰，然后经过低噪声，高精度运放放大。
方案论证：方案一对不同信号进行放大其电路复杂，当测量多个量程时放大电路的增益不一样，需多个放大电路成本很高，且用仪表放大器价格过于昂贵。方案二通过统一衰减后在进行放大其电路简单调试方便。所以采用方案二。
1.2 处理器的比较与选择
STC单片机所特有的在线下载功能和其他公司的单片机不同，不是利用SPI进行在线编程，而是利用IAP功能，在系统运行时编程，因此，可以通过串口来对单片机进行编程。其电路极为简单，只要所使用的单片机系统具有232串口通信功能即可。.工作宽温度范围,-40℃~85℃,在系统可编程,无需编程器,可远程升级,抗干扰强.价格低廉,所以采用了STC单片机.
1.3积分器比较与选择
方案一、采用双极性运放UA741，UA741为通用运放价格便宜，容易购买。积分电容选择胆电容进行积分。
方案二、采用FET运放TL062，其漏电流小，电容选择独石电容。
方案论证：方案一ua741器基集电流大，失调电流大对积分产生影响，且胆电容的漏电流大也对积分产生一定影响，而方案二TL062为FET型输入阻抗高基集电流小且独石电容漏电流小。所以才用方案二。
2系统设计
2.1 总体设计
本设计基于STC89C51单片机的4位半积分式直流数字电压表设计的设计思路及实现方法。在设计中,充分利用了89C51单片机内部的高速计数器和以分立元件组成的双积分型A/D 转换器的优良特性,使整个设计达到了比较满意的效果。硬件设计主要有双电源电路、信号采集电路、量程转换电路、开关逻辑控制电路、积分比较与自动回零电路、单片机系统、显示电路组成。软件编程采用模块化结构,主要有时序子程序,系数运算子程序, BCD码转换子程序,自动量程转换子程序,显示子程序等组成。
信号经过电阻分压器统一衰减后，经过运放缓冲后在经过高精度，低噪声，失调电压小的运放OP37放大，开始先对信号进行积分，后开始对基准源进行反积分，然后经过单片机运算处理后有单片机显示。
信号衰减选择放大
基准源
VREF 逻
辑
选
择
积分比较和
自动调零
单片机处
理
液晶显示电源
200mv比较
器
量程转换
图一
2.2 单元电路设计
2.2.1 信号调理调理电路
图二
信号经过电压分阻条统一衰减后经过缓冲器提高其负载能力，信号进行低通滤波器其截止频率在10HZ左后滤除高频噪声及干扰，然后经过低噪声，高精度运放放大。放大倍数可有可变电阻进行调整补偿。
2.2.2 双积分电路设计
图三
单片机通过对开关逻辑控制电路来控制双积分A/D转换,单片机先控制开关逻辑控制电路使s2接通进行自动回零,接着OUT2接通将待测电压进行正积分,再使Vref接通对反积分基准电压进行反积分,同时单片机内部计数器开始计数,到一定时间后比较电路中的比较电路输出中断信号,单片机停止计数并将计数值滤波,通过减法、乘法和除法的系数运算最后转换成BCD码,再通过显示电路将待测电压值显示出来。A/D转换是在单片机和开关逻辑控制电路的控制下有条不紊地进行,全部过程可分三个阶段:(1)正积分:也称信号采集阶段。在这个阶段,通过单片机对开关逻辑控制电路的控制对检测电压out2积分。积分器的输出电压随时间线性地增加。正积分时间由单片机控制,定时为T1,在T1结束时积分器的输出电压为: Vout(T1)=-1／C2*R9∫out2 (公式一)
(2)反积分:也称计数阶段。在这个阶段,通过单片机对开关逻辑控制电路的控制对基准电压ref积分。经过T2时间后回到0,
Vout2（T2）=Vout1+1／C2*R9∫Vref (公式二)
T2=out2*T1/T2 (公式三)
由此可以看出T2的大小取决于输入待测电压Vx的大小。
(3)自动回零:也称复位阶段,在该阶段,因反积分使比较器输出由高电平变成低电平,再由单片机控制开关逻辑控制电路动作,使VA导通,使得积分电容充分放大。
2.2.3 基准电压电路设计
图四
负电源电压采用高精度可编程稳压器件TL431产生，然后进过电源滤波。在经过缓冲器进行隔离，以免后级电路对基准源产生负载影响，影响基准源的精度。
3 软件设计
控制芯片为STC89C52,由于处理器速度较快,所以采用c 语言编程方便简单.软件流程如图下
开始
初始化
自动调零
N
比较器低电平
否
Y
定时60ms正
向积分
方向积分
比较器低电平
否
停止积分
量程转换
系统运算
显示
结束
电压表主流程图
4系统测试
电压测试数据（室温条件下）
标准电压值自动量程选择实测电压值误差/﹪1.000mV 200mV档01.00mV 0 50.000mV 200mV档50.00mV 0 120.000mV档200mV 120.01mV 0.008 199.990mV档200mV 199.97mV -0.01
0.20020V 2V档0.2000V -0.01
1.25000V 2V档 1.2503V 0.024 1.98000V 2V档 1.9804V 0.020
从标准稳压电源输出标准的待测电压,用5位半数字电压表作为校准设备,分别用5位半数字电压表和本电压表对待测电压进行测试,并对测试结果进行了比较,如表1所示。测试结果表明,本电压表的测量误差≤±0.03%,精度达到4位半。当测量199.990mV和0.20020V两组标准电压值时,本电压表进行了自动量程转换,由此表明本电压表具有200mV和2V两个量程并且可以实现自动量程转换功能。
5 结论
由于系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定，较好地达到了题目要求的各项指标。
参考文献：
[1]《模拟电子线路基础》，吴运昌著，广州：华南理工大学出版社，2004年；
[2]《数字电子技术基础》，阎石著，北京：高等教育出版社，1997年；
[3]《单片机原理及应用》，李建忠著，西安：西安电子科技大学，2002年；
[4]王剑铭,黄俊杰,宁彦卿.新颖实用的单片机双积分A/D转换电路和软件[J].郑州工业大学学报,2001；
[5]李伟.一种高精度低成本A/D转换器的原理和实现[J].自动化仪表,2007；
[6]冯文涛,于明鑫.单片机控制的高精度双积分ADC[J].辽宁师专学报,2004；
附录：
附1：元器件明细表：
1、STC89C52
2、TL062
3、OP37
4、1602液晶
附2：仪器设备清单
1、低频信号发生器
2、数字万用表
3、数字示波器
4、稳压电源
附3：电路图图纸
整体电路图
附4：程序清单
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//SW1 S1 S0 00 A4 Vin 11 A7 GND
//SW2 S1 S0 10 A6 Vref 11 A7 GND 01 A5 Vin
//SW3 S 0 导通 1 断开
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include
#include
#define uint unsigned int
#define LCD_DATA P0 sbit LCD_RS = P2^4;
sbit LCD_RW = P2^5;
sbit LCD_EN = P2^6;
sbit change_in = P3^0;
sbit S2 = P3^1;
sbit S3 = P3^2;
sbit S4 = P3^4;
sbit S5 = P3^5;
//sbit S6 = P3^6;
sbit P1_7 = P1^7;
sbit cmp_in = P3^3;
sbit P1_4 = P1^0;
sbit P1_5 = P1^1;
sbit P1_6 = P1^2; uchar compares_zero = 'a' ,first_integral = 'b',second_integral = 'c',
discharge = 'd', Operation = 'e';//状态定义为校零第一次积分第二次积分电容放
电运算
uchar state;
uint regser;
uchar code dis1[] = {" current voltage"};
uchar dis2[] = {" 00000 mv "}; uchar cnt=0;
/*******************************************************************/
/*
/* 延时子程序
/*
/*******************************************************************/ void delay(uint ms)
{
uchar i;
while(ms--)
{
for(i = 0; i< 250; i++)
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
}
} /*******************************************************************/
/*
/*检查LCD忙状态
/*lcd_busy为1时，忙，等待。lcd-busy为0时,闲，可写指令与数据。
/*******************************************************************/ bit lcd_busy()
{
bit result;
LCD_RS = 0;
LCD_RW = 1;
LCD_EN = 1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
result = (bit)(LCD_DATA&0x80);
LCD_EN = 0;
return result;
} /*******************************************************************/
/*
/*写指令数据到LCD
/*RS=L，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=指令码。
/*
/*******************************************************************/
void lcd_wcmd(uchar cmd)
{
while(lcd_busy());
LCD_RS = 0;
LCD_RW = 0;
LCD_EN = 1; LCD_DATA = cmd;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); LCD_EN = 0;
}
/*******************************************************************/
/*
/*写显示数据到LCD
/*RS=H，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=数据。
/*
/*******************************************************************/ void lcd_wdat(uchar dat)
while(lcd_busy());
LCD_RS = 1;
LCD_RW = 0;
LCD_EN = 1;
LCD_DATA = dat;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); LCD_EN = 0;
} /*******************************************************************/
/*
/* 设定显示位置
/*
/*******************************************************************/ void lcd_pos(uchar pos)
{
lcd_wcmd(pos|0x80); //数据指针=80+地址变量
} /*******************************************************************/
/*
/* LCD初始化设定
/*
/*******************************************************************/ void lcd_init()
{
delay(15); //等待LCD电源稳定
lcd_wcmd(0x38); //16*2显示，5*7点阵，8位数据
delay(5); lcd_wcmd(0x0c); //显示开，关光标
delay(5);
lcd_wcmd(0x06); //字符进入
delay(5);
lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的显示内容
delay(5);
} /*******************************************************************/
/*
/* 清屏子程序
/*******************************************************************/
void lcd_clr() {
lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的显示内容
delay(5);
}
/******************************************************************/
//
//显示函数
//
/******************************************************************/
void display_line( uchar *p,uchar line)
{
if(line == 1)
lcd_pos(0x00);
else if(line ==2)
lcd_pos(0x40);
while(*p)
{
lcd_wdat(*p);
p++;
}
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////
//
//
//
//SW1 S1 S0 00 A4 Vin 11 A7 GND
//SW2 S1 S0 10 A6 Vref 11 A7 GND 01 A5 Vin
//SW3 S 1 导通 0 断开
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////
void compare ( )
{
P1_4=1;
P1_5=0;
P1_6=0;
if(cmp_in == 1)//
state = first_integral;
else
{
// S1 = 0; //校零时接地
if(change_in == 0)
S2 = 0; //接入放大器
else
S2 = 1;
S3 = 1; //将积分输入端接非参考电压
S4 = 1; //对调零电容充电
S5 = 1; //积分电容非放电
//S6 = 1; //参考电压电容充电 //delay(100);
}
}
void f_integral ()
{
P1_4=0;
P1_5=1;
P1_6=0;
if(change_in == 0)
S2 = 0; //接入放大器
else
S2 = 1;
S3 = 1; //将积分输入端接非参考电压 S4 = 0; //对调零电容断开
S5 = 0; //积分电容非放电
//S6 = 1; //参考电压电容充电
TMOD |=0x10;
TH1 =0x15;
TL1 =0xa0;
ET1=1;
TR1=1;
EA=1
}
void s_integral()
{
if(change_in == 0)
S2 = 0;
else
S2 = 1;
S3 = 0; //将积分输入端接参考电压 S4 = 1; //对调零电容断开
S5 = 0; //积分电容非放电
P1_4=1;
P1_5=1;
P1_6=0;
TMOD |=0x90;
TH1 =0x00;
TL1 =0x00;
ET1=1;
TR1=1;
EA=1;
//S6 = 0;
while( state ==second_integral )
{
if(cmp_in == 0)
{
regser = 0x00ff&TH1;
regser<<=8;
regser = regser+TH0;
state = Operation;
}
}
}
void Operation_display ()
{
uchar a,b,c,d,e;
uchar vref = 20;
float result;
uint midle ;
P1_4=0;
P1_5=0;
P1_6=1;
if(change_in == 0)
S2 = 0; //接入放大器
else
S2 = 1;
S3 = 1; //将积分输入端接非参考电压
S4 = 1; //对调零电容充电
S5 = 1; //积分电容非放电
//S6 = 1; //参考电压电容充电
result = ((((float)regser)/6)*vref);
if(change_in == 0)
{
result =result/9.2625;
midle = (uint)result;
a = (uint)result/10000;
midle = midle%10000;
b = midle/1000;
midle = midle%1000;
c = midle/100;
midle = midle%100;
d = midle/10;
e = midle%10;
dis2[1] = a + 0x30;
dis2[2] = b + 0x30;
dis2[3] = c + 0x30;
dis2[5] = d + 0x30;
dis2[4] = '.';
dis2[6] = e + 0x30;
dis2[7] = 'm';
dis2[8] = 'V';
dis2[9] = ' ';
}
else
{
result =result/9.2500;///10.0019; midle = (uint)result;
a = (uint)result/10000;
midle = midle%10000;
b = midle/1000;
midle = midle%1000;
c = midle/100;
midle = midle%100;
d = midle/10;
// midle = midle%10;
e = midle%10;
if(result <=20000)
{
dis2[1] = a + 0x30;
dis2[2] = '.';
dis2[3] = b + 0x30;
dis2[4] = c + 0x30;
dis2[5] = d + 0x30;
//dis2[4] = '.';
dis2[6] = e + 0x30;
dis2[7] = ' ';
dis2[8] = 'V';
dis2[9] = ' ';
}
else
{
dis2[1] = 'o';
dis2[2] = 'v';
dis2[3] = 'e';
dis2[4] = 'r';
dis2[5] = ' ';
dis2[6] = ' ';
dis2[7] = ' ';
dis2[8] = ' ';
dis2[9] = ' ';
}
}
if(cnt == 4)
{
cnt=0;
display_line(dis2,2);
}
else
cnt++;
state = compares_zero;
} /*******************************************************************/
/*
/* 中断函数
/*
/*******************************************************************/
void T1_interrupt() interrupt 3 using 1
{
P1_7 = ~P1_7 ;
if(cmp_in == 0)
state = Operation;
else
state = second_integral;
TR1=0;
}
/*******************************************************************/
/*
/* 主程序
/*
/*******************************************************************/ main()
{
P1=0xff;
state = compares_zero;
cmp_in = 1;
delay(10);
lcd_init();
lcd_clr();
display_line(dis1,1);
display_line(dis2,2);
while(1)
{
if(state == compares_zero)
compare ();
else if(state == first_integral)
{
f_integral ();
while(state == first_integral);
}
else if(state == second_integral)
s_integral();
//else if(state == discharge)
//uncharge ();
else if(state == Operation)
Operation_display ();
}
}
MC14433组成数字电压表的原理与应用 器件介绍： MC14433是美国Motorola公司推出的单片3 1/2位A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，其主要功能特性如下： 精度：读数的±0.05%±1字 模拟电压输入量程：1.999V和199.9mV两档 转换速率：2-25次/s 输入阻抗：大于1000MΩ 电源电压：±4.8V—±8V 功耗：8mW（±5V电源电压时，典型值） 采用字位动态扫描BCD码输出方式，即千、百、十、个位BCD码分时在Q0—Q3轮流输出，同时在DS1—DS4端输出同步字位选通脉冲，很方便实现LED的动态显示。
应用： MC14433最主要的用途是数字电压表，数字温度计等各类数字化仪表及计算机数据采集系统的A/D转换接口。 MC14433的引脚说明： [1]. Pin1(VAG)—模拟地，为高科 技阻输入端，被测电压和基准电压的接 入地。 [2]. Pin2(V R)—基准电压，此引脚 为外接基准电压的输入端。MC14433只要 一个正基准电压即可测量正、负极性的 电压。此外，V R端只要加上一个大于5 个时钟周期的负脉冲(V R)，就能够复为至 转换周期的起始点。 [3]. Pin3(Vx)—被测电压的输入端，MC14433属于双 积分型A/D转换器，因而被测电压与基准电压有以下关系： 因此，满量程的Vx=V R 。当满量程选为1.999V，V R 可 取2.000V，而当满量程为199.9mV时，V R 取200.0mV，在实 际的应用电路中，根据需要，V R 值可在200mV—2.000V之间 选取。 [4]. Pin4-Pin6(R1/C1，C1)—外接积分元件端。 次三个引脚外接积分电阻和电容，积分电容一般选0.1uF聚脂薄膜电容，如果需每秒转换4次，时钟频率选为66kHz，在2.000V满量程时，电阻R1约为470kΩ，而满量程为200mV时，R1取27kΩ。 [5]. Pin7、Pin8(C 01 、C 02 )—外接失调补偿电容端，电容一般也选0.1uF聚脂薄膜电容即可。 [6]. Pin9(DU)—更新显示控制端，此引脚用来控制转换结果的输出。如果在积分器反向积分周期之前，DU端输入一个正跳变脉冲，该转换周期所得到的结果将被送入输出锁存器，经多路开关选择后输出。否则继续输出上一个转换周期所测量的数据。这个作用可用于保存测量数据，若不需要保存数据而是直接输出测量数据，将DU端与EOC引脚直接短接即可。 [7]. Pin10、Pin11(CLK1、CLK0)—时钟外接元件端，MC14433内置了时钟振荡电路，对时钟频率要求不高的场合，可选择一个电阻即可设定时钟频率，时钟频率为66kHz时，外接电阻取300kΩ即可。 若需要较高的时钟频率稳定度，则需采用外接石英晶体或LC电路，参考附图。
电子技术课程设计报告 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 自动化与电气工程学院
设计课题题目： 多量程直流数字电压表 一、设计任务与要求 1．设计并制作一个直流稳压电源，设计要求为 （1） 输入电压为220V （2） 输出电压为±5V 2．设计一个2 13 直流数字电压表，设计要求为 分辨率 （1） 测量量程：基本量程：200mV 0.1mV 扩展量程：2V 1mV 20mV 0.01mV （2） 测量范围： 0mV~2V (3 ) 显示范围：十进制数0~1999 （4） 使用双积分A/D 转换器ICL7107完成直流电压的数字化转换 二、电路原理分析与方案设计 1. 设计要求分析 数字电压表由电阻网络（量程调整）、直流放大（运放组成）、电压极性判断、A/D 转换、数码（液晶）显示等部分组成。 直流数字电压表主要完成对电位器或外部电压的测量与显示。因此，为了适应不同大小的的待测模拟电压信号，应该有测量量程的选择功能。ICL7107是双积分式三位半A/D 转换器，可构成基本量程200Mv,而扩展量程20V 可由电阻电位器分压，2V 量程可由运放放大。 2. 方案设计 （1）±5V 直流稳压电源 首先通过中心抽头的18V 电源变压器，输出电压经过四个二极管组成的桥式整流电路整流后通过电容滤波，然后通过三端稳压管LM7805和KV7905分别对正负电压进行稳压，在对输出电压进行滤波，从而得到较为稳定的±5V 直流稳压电源。 （2）2 13 直流数字电压表 将输入电压分别通过电阻电位器和μA741运放放大器进行缩小和放大，将输出信号输入到ICL7107 A/D 转换器V-IN 端，经过A/D 转换电路、参考电压电路、复位电路、时钟电路等电路完成数据转换及传输，最后通过2 13 数码管进行显示。 三、单元电路分析与设计 1．单元电路原理分析 电源： (1) 电源变压器
电子技术基础 课程设计 题目名称：直流数字电压表 指导教师：唐治德 学生班级： 学号： 学生姓名： 评语： 成绩： 重庆大学电气工程学院 2015年7月3日
目录一、内容摘要 二．课程设计任务与要求 2.1设计目的 2.2设计求 三．设计思路和方案选择 3.1 设计思路 3.2 方案选择 四．工作原理 4.1 基本原理框图 4.2 ICL7107的工作原理 4.3原理图 五．电路设计与仿真 六、系统调试与结果分析 6.1调试方法 6.2测试结果分析 六．元器件清单 八、总结及心得体会 九、参考文献
内容摘要 伴随着电子技术科学的发展，电子测量技术已成为广大电子技术工作者必须掌握的一门科学技术，同时对测量的精度和功能的有着更高的要求。电压是电子测量的一个主要参数，由于电压测量在电子测量中的普遍性与重要性，因此对电压测量的研究与设计有着非常重要的意义。本次设计的主要设计内容为三档直流电压表。在设计过程中由于第一次接触这种芯片，对该芯片不是很熟悉，我们参阅了大量前人的设计，在此基础上，运用A / D转换器ICL7107构建了一个直流数字电压表。本设计首先简要介绍了设计电压表的主要方式，然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程和芯片的工作原理，本设计中我们展示了两种方案，手动换挡的自动换挡，在各方案中也给出了两种方案的优缺点。同时也给出了硬件电路的设计细节，包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。 关键字：ICL7107芯片，数字电压表，A\D转换，比较器，CC4006双向模拟开关。 课程设计任务及要求 2.1设计目的 1、掌握双积分A/D转换的工作原理和集成双积分A/D转换器件的设计方法 2、掌握常用数字集成电路的功能和使用 2.2设计要求 1.设计直流数字电压表 2.直流电压测量范围： 0V~1.999V，0V~19.99V，0V~199.9V。 3.直流输入电阻大于100kΩ。 4.画出完整的设计电路图,写出总结报告。 5.选做内容：自动量程转换。 设计思路和方案选择
一、填空题 1．电子测量按测量手续分为： 直接测量 、 间接测量 、组合测量；按被测 量性质分为： 时域测量 、 频域测量 、 数据域测量 和随机测量。 2．175.00030表示该数可能在 175.000300 和 175.000305 之间。 3．测量结果的量值包括两部分，即____数值______和______单位_____。 4．用磁电式电流表作为指示仪器时，一般应使指针工作在不小于满度值 2/3 以上的区域。 5．测量电压时，应将电压表 并 联接入被测电路；测量电流时，应将电流表 串 联接入被测电路。 6．测量仪器使用最大引用相对误差 %100??= m m m x x γ来表示其准确度，其中m x ?表示________最大 绝对误差_________________；m x 表示____________量程_______________。 7．47.保留四位有效数字为_______48.00____________。 8．修约后的数值175.030表示该数可能在_______175.0300_______和______175.0305________之间。 9．测量仪器准确度等级一般分为7级，其中准确度最高的为____0.1____级，准确度最低的为___5.0_____ 级。 10．电工仪表根据其________引用相对（满度相对）________误差的不同将准确度等级可分为7级，其中准确度最高的是____0.1____级，准确度最低的是5.0级。 11．测量值299.50 mV 保留三位有效数字为_______300_________mV ，若以V 为单位则表示为______0.300_________V 。 12．47.9500005 保留三位有效数字为 48.0 。 13．在确定的测试条件下，采用某种测量方法和某种测量仪器所出现的固有误差称为 系统误 差 ；在相同测试条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差称为 随机误差 。 14．信号源中的核心部分是 主振级 。调谐信号发生器中常用的LC 振荡器有变压器反馈 式、电感反馈式及 电容反馈式 三种振荡形式。 15．高频信号发生器输出信号的调制方式一般有________（调幅）_____和_______（调频）______两种。 16．正弦信号发生器的三大指标是指_________（频率特性）________、_________（输出特性）________和调制特性。 17．低频正弦信号发生器的主振级一般采用文氏桥振荡器，改变输出信号频率的办法是：改变_______（电阻）______值以选择不同频段，在频段内调节______（电容）________值对频率进行细调。文氏桥振荡器中负温度系数的热敏电阻的作用为_______________（起振）_________________和_______________（稳幅）_________________。 18．在使用SG －1631C 型函数信号发生器输出正弦信号波形时，应把面板上的“脉宽调节”旋钮________ 按下_______（填“拉出”、“按下”或“置于任意位置”），若要把输出信号衰减100倍，则应把_______40dB________键按下（填“20dB ”、“40dB ”或“20dB 与40dB ”）。 19．文氏桥振荡器中改变频率的方法是：调节电路中的_____电阻______值以改变频段，在频段内调节_____ 电容______值对频率进行细调。
DIY数字显示直流电压表 最近想做一个电源，因为经常DIY，没有一个电源不像样子，虽然是业余的，但是电压有时也会有不同的电压值，如做成固定的电压应用起来就不方便，如做成可调的，电源值就不能直观的展示出来，每调一次就用万用表量一起也不方便。如果有一个电压表装在电源上就方便多了，指针式的表头读起数来总是有点别扭，所以就想找一个数字式的电压表头。因此在这样的背景下自己通过DIY 制作了一个4位数字显示的电压表头。 做数字式电压表用什么IC好呢？选来选去最后决定用ICL7017吧！定好芯片就开要画个完整的电路图。既然要做就做好点，不想用洞洞板来接线路板，电线飞来飞去的有点头痛的感觉，所以还要画一块PCB板。电路图及PCB板的设计如下图示：
有了图就要准备物料了，不想一个一个的写出来，给个物料清单吧如下 组件编号 组件数值组件规格用量 号 C1 0.1uF 瓷片电容±20% 50V 1 C2 100P 瓷片电容±5% 50V 1 C3 0.1uF 金属膜电容±5% 63V 1 C4 0.1uF 独石电容±5% 63V 1 C6 0.22uF 金属膜电容±5% 63V 1 C5 0.47uF 金属膜电容±5% 63V 1 C7,C8 10uF/25V 电解电容+80-20% 2 R1 150Ω金属膜电阻±1% 1/4W 1 R8 1K 金属膜电阻±1% 1/4W 1 R9 1M 1/2W 金属膜电阻±1% 1/2W 1 R7 1M 金属膜电阻±1% 1/4W 1 R3 2.95K 金属膜电阻±1% 1/4W 1 R2,R5 10K 金属膜电阻±1% 1/4W 2 R4 20K 金属膜电阻±1% 1/4W 1 R6 154K 金属膜电阻±1% 1/4W 1 R10 470K 金属膜电阻±1% 1/4W 1 VR2 5K 精密微调电阻922C0 W 502 1 D2,D3 4148 ST 1N4148 DO-35 2 J1,J2 DC5V 鱼骨针2pin 2 D1 DIODE 1N4004 DO-41 1 DS1~4 HS-5161BS2 共阳8段数码管 4 U1 ICL7107 IC ICL7107CPLZ DIP-40 1 U2 TC4069 IC TC4069UBP DIP-14 1 U3 TL431 IC TL431A TO-92 1 IC插座14 pin 2.54mm 1 IC插座40 pin 2.54mm 1 PCB光板36x68x1.6mm 双面FR-4 1 塑料外壳尺寸要与PCB板配合，网上购的 1 镙丝 4 锡线适量 工具就是电子爱好者的常用工具了
毕业设计 姓名：孟冬冬 专业：电气自动化 班级：电气1001班 设计课题：数字电压表的设计指导教师：杨喜录 电子信息工程系印制 二○一二年九月
宝鸡职业技术学院毕业设计任务书 姓名：孟冬冬 专业：电气自动化 班级：电气1001班 设计课题：数字电压表的设计 指导教师：杨喜录 电子信息工程系印制 二○一二年九月
引言 数字电压表是采用数字化电路测量的电压仪表。它以其高准确度、高可靠性、高分辨率、高性价比、读数清晰方便、测量速度快、输入阻抗高等优良特性而倍受人们的青睐。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表(如：温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪等)，几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。因此对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。传统的模拟式（即指针式）电压表已有100多年的发展史，虽然不断改进与完善，仍无法满足现代电子测量的需要，数字电压表自1952年问世以来，显示强大的生命力，现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪表。
数字电压表简称DVM （Digital Voltmeter ），它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。与此同时，由DVM 扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。智能化数字电压表则是最大规模集成电路（LSI ）、数显技术、计算机技术、自动测试技术（ATE ）的结晶。一台典型的直流数字电压表主要由输入电路、A/D 转换器、控制逻辑电路、计数器（或寄存器）、显示器，以及电源电路等级部分组成。它的数字输出可由打印机记录，也可以送入计算机进行数据处理。 系统概述 数字电压表是将被测模拟量转换为数字量，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--32 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。
积分式直流数字电压表 摘要:51系列单片机具有两个以上16通道定时器(TIME0和TIME1)，每个通道可选择为输入捕获、输出捕获和PWM方式来测量脉宽，8路8位A/D转换器。当需大于8位的A/D转换时，可以用片内16位的定时器外接运放、比较器和多路开关实现双积分A/D转换。TL082是JFETINPUT运放；LM358作为比较器；MC4066是多路开关。51单片机P1口的P10、P11、P12作为输出，控制MC4066多路开关的输入选择；INT0作为中断输入口，捕捉LM358比较器的输出电平跳变。 关键字：双积分A/D，输出比较，输入捕捉，分辨率
一、系统方案论证与比较 为了完成上面的设计要求，将整个积分式直流数字万用表的设计分为四部分：积分、过零比较部分，控制部分，显示部分和供电部分。原理图如图1.1所示。 图G-1-1 1、单片机的选择 方案一：采用ATMEL公司生产的8位单片机AT89C51作为双积分A/D转换器的核心，此次单片机价格相对便宜，容易购买。此设计中控制功能比较多，因此需要用到的输入输出口比较多， AT89C51足可以满足控制要求，且选用此单片机不需外接扩展电路，因此节省了资源，降低了成本；并且可以达到很高的精度和实现此次设计的各种要求。 方案二：采用MOTOROLA公司生产的8位单片机MC68HC908GP32作为双积分A/D 转换器的核心，该单片机只具有两个输入输出口，虽然也能满足以上各种要求，但需要外接扩展电路，这不但在使用上增加了难度而且也增加了设计成本，浪费了资源。使电路边的比较复杂，在实际调试中也增加了难度。 鉴于以上分析，拟选择方案一。 2、积分器、过零比较器电路 方案一：该方案的系统框图如图1.2所示。运放为LM311、比较器为LM339、多路开关为MC14052。MC68HC908GP32单片机的PTD5、PTD4作为输出控制MC14052多路开关的输入选择。PTD7作为输入口，捕捉LM339比较器的输出跳变。C为积分电容，常取0.1μF左右的聚丙烯电容,R为积分电阻,可取100K左右,Vi为输入电压,-E为负的基准电压。此电路只对输入信号进行了一次信号放大，也就是只进行了一次积分。此电路，积分波形不明显，不容易在示波器上调试出来。 方案二：该方案的系统原理图如图1.3所示。C1为积分电容，常取0.22μF 左右的聚丙烯电容，R2为积分电阻，可取500k左右，U2A为积分运放，U2A、C1、R2构成了积分器，U2B是过零检测运放。VIN为输入电压，VREF为基准电压，AGND 为转换器的参考零点。VREF和参考零点以R9、R10、R11分压产生。TL082是JFETINPUT运放；LM358作为比较器；MC4066是多路开关。此电路有自己单独的基准电压，并且它的基准电压根据测量的不同范围的电压，可以进行调节，因此更
目 录 一、设计要求 (2) 二、设计目的 (2) 三、设计的具体实现 (2) 1. 系统概述 (12) 2. 单元电路设计 (15) 3. 软件程序设计 (18) 四、结论与展望 (21)
五、心得体会及建议 (23) 六、附录 (26) 七、参考文献 (30) 一﹑设计要求 设计一个由8051MCU组成的简易直流电压表系统。能够测量一定范围的电压值，并以数字形式进行显示。通过这个过程熟悉A/D转换、键盘控制、串口通信和七段数码管的使用，掌握51系列单片机控制和测试方法。设计以AT89C51单片机为核心，对电压信号首先进行比例调节以满足A/D的需要；设置按键用于调节不同的电压档位；用LED显示测量得到的电压值；设计通信接口电路以实现测量数据的传送。完成基本要求，可以适当发挥进行扩展设计。 ①测量范围0-200V ②10位模数转换 ③采样结果通过LED数码管显示 ④通过串行口与PC通信 二、设计目的 (1)利用所学单片机的理论知识进行软硬件整体设计，锻炼学生理论联系实际、提高我们的综合应用能力。
(2)我们这次的课程设计是以单片机为基础，设计并开发直流电压表。 (3)掌握各个接口芯片(如ADC0808等)的功能特性及接口方法，并能运用其实现一个简单的微机应用系统功能器件。 三、设计的具体实现 技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表.传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足现代测量的需求，采用单片机的数字电压表，它的精度高、抗干扰能力强。可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，有各种单片A/D转换器构成的数字电压表，以被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能测量领域，与此同时，也能把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。该系列产品是一种高精度的安装式仪表. 本设计为简易直流数字电压表, A/D转换器部分采用普通元器件构成模拟部分，利用MCS-51单片机借助软件实现数字显示功能，自动校零、LED显示等功能时采用AT89C51单片机编程实现直流电压表量程的自动转换。 本文是以简易数字直流电压表的设计为研究内容，本系统主要包括三大模块：转换模块、数据处理模块及显示模块。其中，A/D转换采用ADC0808对输入的模拟信号进行转换，控制核心AT89C51再对转换的结果进行运算处理，最后驱动输出装置LED显示数字电压信号。总体结构框图如图1所示 模拟电压 AT89C51 单 片 机
华南农业大学珠江学院期末考试试卷 2012--2013学年度 下 学期 考试科目：电气测量技术 考试年级：_2010_级 考试类型：（闭卷）B 卷 考试时间： 120 分钟 学号 姓名 年级专业 一、20分） 1．4 2 1 位DVM 测量某仪器两组电源读数分别为5.825V 、15.736V ，保留三位有效数字分别应为________、________。 2．测量误差就是测量结果与被测量________的差别，通常可以分为_______和_______两种。 3.多次测量中随机误差具有________性、________性和________性。 4．最大显示位数为19999的数字电压表在10V 量程上的超量程能力为： ；在20V 量程上的超量程能力为： 。 5．双积分式A/D 转换器的工作过程分为准备阶段、 和 三个阶段，其中定时不定值正向积分指的是 阶段，定值不定时反向积分指的是 阶段。 6．测量功率时采用电动式仪表，测量时将仪表的固定线圈与负载 联，反映负载中的 ，因而固定线圈又叫 线圈；将可动线圈与负载并联，反映负载两端电压，所以可动线圈又叫电压线圈。 7．示波器将电信号转换成人眼可见图像，是通过具核心部件来实现的，其电气结构包括 、 和 三个部分。 8．电子测量是以电子科学技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和 进行的测量。 9．扫频法反映的是被测网络的 特性，可实现频率特性测量的 化。
10．通用示波器主要由、和 三大部分组成。 二、单选题（每小题只有一个正确答案，将选择正确答案的序号填在【】里，每小题2分，共20分） 1．在三相功率测量中，用二表法测三相功率，适用于【】交流电。 A．单相B．三相三线制 C．三相四线制D．三相五线制。 2．若用示波器定量测试某信号前沿上升时间，所选用示波器Y通道的上升时间应【】被测信号的上升时间。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 3．在交流电电度表中，驱动机构用来产生转动力矩，制动机构用来产生制动力矩，其制动机构由【】组成。 A. 涡旋弹簧和半轴 B. 游丝和半轴 C. 永久磁铁和转盘 D. 扭力弹簧和轴承 4．下列功率表电路接线图，正确的是【】。 A. B. C. D. 5．逐次逼近A/D转换的速度比积分式A/D转换的速度【】。 A. 相等 B. 慢 C. 快 D. 无法比较 6．测量值的数学期望偏离被测量真值的原因是【】。 A. 存在随机误差 B. 存在系统误差
积分式直流数字电压表 摘要 本双积分电压表系统以89C51单片机为核心、以分立元件制作的双积分型A/D转换器为主要部件的4位半积分式数字直流电压表,并对所设计的电压表进行了测试,结果测量误差≤±0.03%,精度达到4位半。实现了自动量程转换功能,自动调零功能，有很好的实际应用价值。 关键词：单片机，双积分A/D转换器，自动调零，自动转换量程 目录 1 方案论证与比较 (1) 1.1信号调理 (1) 1.2处理器的选择与比较 (1) 1.3积分器的选择与比较 (1) 2 系统设计 (2) 2.1总体设计 (2) 2.2单元电路设计 (3) 2.2.1 信号调理调理电路 (3) 2.2.2 双积分电路设计 (4) 2.2.3 基准源电路设计 (4) 3 软件设计 (5) 4系统测试 (5) 5 结论 (6) 参考文献： (6) 附录： (7) 附1：元器件明细表： (8) 附2：仪器设备清单 (8) 附3：电路图图纸 (9) 附4：程序清单 方案论证与比较 1.1.1信号调理比较与选择 方案一、信号经过缓冲器提高输入阻抗后经过低通滤波器后，然后由模拟开关选择信号放大与不放大，当信号大于200mv时不放大，小于200mv时经过仪表放大器进行放大。 方案二、信号经过电压分阻条统一衰减后经过缓冲器提高其负载能力，信号进行低通
滤波器其截止频率在10HZ左后滤除高频噪声及干扰，然后经过低噪声，高精度运放放大。 方案论证：方案一对不同信号进行放大其电路复杂，当测量多个量程时放大电路的增益不一样，需多个放大电路成本很高，且用仪表放大器价格过于昂贵。方案二通过统一衰减后在进行放大其电路简单调试方便。所以采用方案二。 1.2 处理器的比较与选择 STC单片机所特有的在线下载功能和其他公司的单片机不同，不是利用SPI进行在线编程，而是利用IAP功能，在系统运行时编程，因此，可以通过串口来对单片机进行编程。其电路极为简单，只要所使用的单片机系统具有232串口通信功能即可。.工作宽温度范围,-40℃~85℃,在系统可编程,无需编程器,可远程升级,抗干扰强.价格低廉,所以采用了STC单片机. 1.3积分器比较与选择 方案一、采用双极性运放UA741，UA741为通用运放价格便宜，容易购买。积分电容选择胆电容进行积分。 方案二、采用FET运放TL062，其漏电流小，电容选择独石电容。 方案论证：方案一ua741器基集电流大，失调电流大对积分产生影响，且胆电容的漏电流大也对积分产生一定影响，而方案二TL062为FET型输入阻抗高基集电流小且独石电容漏电流小。所以才用方案二。 2系统设计 2.1 总体设计 本设计基于STC89C51单片机的4位半积分式直流数字电压表设计的设计思路及实现方法。在设计中,充分利用了89C51单片机内部的高速计数器和以分立元件组成的双积分型A/D 转换器的优良特性,使整个设计达到了比较满意的效果。硬件设计主要有双电源电路、信号采集电路、量程转换电路、开关逻辑控制电路、积分比较与自动回零电路、单片机系统、显示电路组成。软件编程采用模块化结构,主要有时序子程序,系数运算子程序, BCD码转换子程序,自动量程转换子程序,显示子程序等组成。 信号经过电阻分压器统一衰减后，经过运放缓冲后在经过高精度，低噪声，失调电压小的运放OP37放大，开始先对信号进行积分，后开始对基准源进行反积分，然后经过单片机运算处理后有单片机显示。
专业资料 《电子测量技术》直流数字电压表设计 院系软件职业技术学院 专业应用技术2班 学生姓名郭妍 学号 5103130016
目录 一、题目及设计要求……………………………………………………………………3页 二、主要技术……………………………………………………………………………3页 三、方案选择…………………………………………………………………………… 3页 四、电路设计原理……………………………………………………………………… 3页 4.1 模数转换………………………………………………………………………… 4页 4.2 数字处理及控制……………………………………………………………………5页 五、电路图分介绍……………………………………………………………………… 5页 5.1 AT89C51介绍………………………………………………………………………6页 5.2排阻介绍……………………………………………………………………………7页 5.3 晶振电路……………………………………………………………………………7页 5.4 复位电路……………………………………………………………………………8页 5.5 ADC0808介绍………………………………………………………………………8页 5.6共阴极数码管………………………………………………………………………9页 5.7模拟输入电路………………………………………………………………………9页5.8总设计图……………………………………………………………………………10页 5.9仿真图………………………………………………………………………………10页 六、设计程序……………………………………………………………………………11页 七、心得体会……………………………………………………………………………14 页
自动化与电气工程学院 电子技术课程设计报告 题目数字电压表的制作 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 二○一三年七月
一、课程设计的目的与意义 1.课程设计的主要目的，是通过电子技术综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法。 2.同时了解双积分式A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能，熟悉集成电路ICL7107构成直流数字电压表的使用方法，并掌握其在电路中的工作原理。 3.通过设计也有助于复习和巩固以往的模电、数电内容，达到灵活应用的目的。在完成设计后还要将设计的电路进行安、调试以加强学生的动手能力。在此过过程中培养从事设计工作的整体观念。 4.利用双积分式A/D转换器ICL7107设计一数字电压表，量程为-1.99—+1.99，通过七段数码管显示。 二、电路原理图 数字电压表原理图
三、课程设计的元器件 1.课程设计所使用的元器件清单： 2.主要元器件介绍 （1）芯片ICL7107： ICL7107的工作原理 双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。 它的原理性框图如图所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基
准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。 ICL7106A/D转换器原理图 计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。 分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。 译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。 驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。 控制器的作用有三个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。第二，识别输入电压极性，控制LED 数码管的负号显示。第二，当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1" ，其余码全部熄灭。 钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。
双积分式直流数字电压表 摘要：本设计采用单片机AT89C52作为积分式直流数字电压表的核心，实现对A/D转换模块电路输出信号的处理，运算并将处理后的数据送液晶显示器显示，采用软件实现自动校零功能，单片机控制继电器的驱动电路实现自动量程转换。直流电压采集系统采用双积分电压—频率转换电路，由单片机内部的计数器对A/D转换电路的输出频率进行计数，并由软件实现对计数值的运算及线性化处理。由于采用双积分A/D转换电路，该电压表抗干扰能力强。由于采用软件线性化处理，分辨率高，200mv档分辨率可达0.01mV，2V档分辨率达0.1mV，并且两档的测量误差均小于等于0.02% 。 一．方案设计与论证： 1．总体方案设计与比较 方案一：直流信号采集转换采用BCD码输出的双积分型A/D转换电路，输出信号经译码电路译码送LED显示。原理框图如图1所示。整个系统采模拟控制方式，但要实现高精度要求硬件电路复杂，该硬件电路难以实现复杂运算。 方案二：采用单片机AT89C52作为积分式直流数字电压表的核心，实现对A/D 转换模块输出信号的处理，运算并将处理后的数据送液晶显示器显示，软件实现自动校零功能。直流电压采集系统采用双积分V—F（电压—频率）转换电路。
用单片机控制继电器实现自动量程转换功能。程序框图如下 比较以上两种方案，方案一是模拟控制方式，而模拟控制难以实现高精度控制和计算，控制方案的改善也比较麻烦。方案二是采用AT89C52为核心的单片机系统，可以灵活实现采集数据的线性处理，并且可容易实现自动校零及自动量程转换功能。由于单片机具有较强的运算功能，因此能实现较高的精度。经过对两种方案的比较，本设计采用方案二。 二．模块电路设计分析 系统硬件以89C52单片机为核心，包括四个模块电路：电源电路，信号采集处理模块电路，单片机系统数据处理模块，液晶显示模块。 1信号采集处理模块 （1）前端电路处理电路 a) 跟随器及低通滤波电路。输入的直流电压信号首先经过一个电压跟随器，以提高输入阻抗，输入阻抗为1.7M欧左右。跟随器输出的信号经低通滤波滤波，用来滤除工频干扰。 b)量程切换及自动校零电路。由单片机P3.2口控制电子开关实现自动校零功能。由单片机P3.1口通过三极管9012控制继电器，以实现自动量程切换功能。当继电器常闭时，为2V档，Uo=[1+R1/(R2+R3)]Ui=[1+18/(18+2)]=1.9Ui;当P3.1置低电平时，为200mV档，Uo=[1+36/2]Ui=19Ui 电路图如下所示：
钦州学院 数字电子技术课程设计报告三位半数字直流电压表的设计 院系物理学院 专业过程控制自动化 学生班级2010级1班 姓名xxxx 学号xxxx 指导教师单位xxxxx 指导教师xxxx 指导教师职称xxxx
2013年7月 三位半数字直流电压表 过程控制自动化专业2010级xxx 指导教师xxx 摘要：根据设计的指标和要求，结合平时所学的理论知识，设计出一个功能较齐全的数字直流电压表。 关键词：电压表、电路、设计、A/D转换器
目录 前言 (1) 1设计技术指标与要求 (1) 1.1 设计技术指标 (1) 1.2 设计要求 (1) 2 方案的设计及元器件清单 (1) 3 电路的工作原理 (2) 4 各部分的功能 (3) 4.1 三位半位双积分 A / D 转换器CC14433 的性能特点 (3) 4.2 基准电源(CC1403) (3) 4.3 译码器(MC4511) (4) 4.4 显示电路模块 (5) 4.5 驱动器 (5) 4.6 显示器 (5) 5 系统电路总图及原理 (5)
5.1 电路组成 (5) 5.2 电路的工作原理及过程 (6) 5.2.1 三位半A／D转换器MC14433 (7) 5.2.2 七段锁存-译码-驱动器CD4511 (8) 5.2.3 高精度低漂移能隙基准电源MC1403 (9) 6 电路连接测试 (9) 7 经验体会 (10) 参考文献 (10) 前言 数字电压表（Digital Voltmeter），简称DVM，是采用数字化测量技术，把连续的模拟信号转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。数字电压表的类型很多，其输入电路、设计电路和显示电路基本相似，只是电压—数字转换方法不同。 因此，我们此次设计电压表就是为了了解电压表的原理，从而学会制作电压表。而且通过电压表的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。 1 设计技术指标与要求 1.1 设计技术指标 1. 量程：一档：+1.999V～0～－1.999V 二档: +19.99V～0～－19.99V 2. 用七段LED数码管显示读数，做到显示稳定、不跳变； 3. 保持/测量开关：能保持某一时刻的读数；
电子制作课程考核报告 课程名称简易数字直流电压表的设计 学生姓名贾晋学号1313014041 所在院(系)物理与电信工程 专业班级电子信息工程1302 指导教师秦伟 完成地点 PC PROTEUS 2015年 6 月 13 日
简易数字直流电压表的设计 简易数字直流电压表的设计 摘要本文介绍一种基于AT89C51单片机的简易数字电压表的设计。该设计主要由三个模块组成：A/D转换模块，数据处理模块及显示模块。A/D转换芯片为ADC0808，它主要负责把采集到的模拟量转换为数字量再传送到数据处理模块。数据处理则是由芯片AT89C51来完成，主要负责把ADC0808传送来的数字量经过一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；并且,它还控制着ADC0808芯片工作。 该系统的数字电压表电路简单，所用的元件较少，成本低，且测量精度和可靠性较高。此数字电压表可以测量0-200V的模拟直流输入电压值，并通过数码管显示。 关键词单片机；数字电压表；AT89C51；ADC0808
目录 1 引言............................................................................................... 2 总体设计方案............................................................................... 2.1设计要求 ............................................................................... 2.2 设计思路 .............................................................................. 2.3 设计方案 .............................................................................. 3 详细设计....................................................................................... 3.1 A/D转换模块 .................................................................... 3.2 单片机系统 ........................................................................ 3.3 时钟电路 ............................................................................ 3.4 LED显示系统设计 ........................................................... 3.5 总体电路设计 .................................................................... 4 程序设计....................................................................................... 4.1 程序设计总方案 ................................................................ 4.2 系统子程序设计 ................................................................ 5 仿真............................................................................................. 5.1 软件调试 (11) 5.2 显示结果及误差分析 ........................................................ 结论................................................................................................. 参考文献........................................................................................... 附录...................................................................................................
电子技术课程设计报告 题目名称：直流数字电压表的设计姓名： 学号： 班级： 指导教师：
目录 一·摘要 二·课程设计与任务要求 （一）设计目的 （二）设计要求 三·总体设计思路与方案选择 四·所用器件介绍 （一）双积分MC14433功能介绍 （二）MC14511B功能介绍 （三）MC1413功能介绍 （四）基准电源MC1403功能介绍 五·设计框图与工作原理，测量电压的转换与显示原理六·数字电压表的安装调试 七·元器件清单 八·心得体会 九·参考文献
直流数字电压表 一·摘要： 传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候也非常不方便，很容易出错。而采用单片机的数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常的方便，抗干扰能力强等优点而被广泛应用。 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，由电阻网络（量程调整）、直流放大（运放组成）、电压极性判断、A/D转换、数码（液晶）显示等部分组成。PZ158A系列直流数字电压表具有6½位显示，可测量0.1µV—1000V直流电压。该表由于采用了微处理器和脉冲调宽模数转换技术，自动校零，数字模拟滤波等技术，从而赋予本表极其稳定的零位和良好的线性和抗干扰能力，本表还带有 RS232C接口，可方便地与计算机系统相连接，组成数据采集系统。采用八位VFD 或LED显示，其中PZ158A/1为单量程（0.2V）VFD显示，读数清晰，光色柔和，适宜在科研、工业、国防等各种领域使用。 本设计给出基于MC14433双积分模数转换器的一种电压测量电路。数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。该系统由MC144333位半A\D转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、MC4543BCD七段锁存-译码-驱动器、基准电源MC1403和共阳极LED发光数码管组成。本次设计的简单直流数字电压表的具体功能是：最高量程为1999V，分四个档位量程，即0~1.999V，0~19.99V0~199.9V，0~1999V，可以通过调档开关来实现各个档位。