三位半数字电压表方案与对策
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目录一、题目及设计目的 (2)二、设计要求 (2)三、方案设计与论证 (2)(1)主控芯片 (2)(2)显示部分 (2)四、设计原理及电路图 (3)(1)数字电压表原理框图 (3)量程转换模块 (3)基准电压模块 (3)A/D电路模块 (3)字形译码驱动电路模块 (4)显示电路模块 (4)(2)实验芯片简介 (5)三位半A/D转换器MC14433 (5)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 (9)五、元器件清单 (11)六、参数计算与仿真图 (11)七、结论与心得 (11)八、参考文献 (12)数字电压表电路设计报告一、题目及设计目的1、题目:3 1/2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2-3个实现数字电压表的方案;只要求写出实现工作原理,画出电原理功能图,描述其功能。
2、对将要实验方案,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3 1/2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。
摘要:当今社会是信息科技的时代,科技技术发展日新月异,科学发展的程度是各国竞争的核心力量,尤其是电子信息技术显得更加重要。
在信息处理技术,模数混合系统中,对模拟信号的采样一般是使用专计电路比较复杂,用到集成芯片比较多,给设计带来不便。
为克服这些缺点,这次设计中采用了高级集成芯片ICL7107作为对模拟信号的采样,使设计更简单,可靠性得到提高。
本题目介绍的是三位半数字电压表的设计,本次设计主要包括了对电压表的基本构成,双积分型A/D转换器的工作原理以及通用数字电压表的设计方法与调试技术的学习研究,采用集成芯片TL7107作为数字电压表的A/D转化及锁存和译码模块,使得电路具有设计简单、集成度及可靠性高的特点。
TL7107采用大电流反向输出,静态驱动共阴极LED数码管,由±5V双电源供电,显示亮度高但耗电较大,适合制作小型的三位半数字电压表。
该系统设计能够实现0~199mV 、0~1.99V、 0~19.99V、 0~199.9V、 0~1999.9V,共五个量程电压值的测量。
做成电路板,进行测试,可得到测试结果.一、绪论在数字和显示技术中,为了实现数字显示,需要把连续变化的模拟量变化成数字量,这宗变化就是A/D转化。
为了使模拟量变化成数字量,必须经过取样、量化过程。
量化单位越小,整量化的误差就越小,数字量就越接近连续量本真的值。
数字式仪表是能把连续的被测量自动地变成断续的、用数字编码方式的、并以十进制数字自动显示测量结果的一种测量仪表。
它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起。
成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支。
数字电压表简称DVM,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。
数字电压表则采用先进的数显技术,使测量结果一目了然,只要仪表不发生跳读现象,测量结果就是唯一的。
数字电压表具备了很多传统模拟仪表所不能相比拟的优势特点。
三位半数字直流电压表设计multisim三位半数字直流电压表是一种常用的测试仪器,用于测量直流电路中的电压值。
它具有简单易用、精度高、测量范围广等特点,被广泛应用于电子工程、电力工程、通信工程等领域。
在设计multisim 电路仿真软件时,三位半数字直流电压表也是必不可少的组成部分。
我们需要了解三位半数字直流电压表的原理。
它采用了数字显示技术,将测量到的电压值以数字形式显示在屏幕上。
一般情况下,三位半数字直流电压表的显示范围为0-1999,即可以显示0.000V-1.999V之间的电压值。
它通过测量电路中的电压,将模拟信号转换为数字信号,并通过显示器显示出来。
在multisim中设计三位半数字直流电压表,首先需要选择合适的元件进行连接。
常见的元件有电阻、电容、二极管等。
在连接电路时,需要注意保证电路的稳定性和准确性。
电路的稳定性可以通过合理选择元件值来实现,而准确性则需要根据实际需求来确定。
在连接电路之后,我们需要设置multisim的参数。
首先是设置电源电压,这是为了模拟实际电路中的电源情况,保证电路能够正常工作。
其次是设置测量范围,根据需要选择合适的范围。
最后是设置显示方式,可以选择数码管显示或液晶显示等方式。
完成电路的连接和参数设置后,我们可以进行仿真实验。
在multisim中,可以设置不同的输入电压值,观察三位半数字直流电压表的显示结果。
通过对比实际测量值和显示值,可以评估电路的准确性和稳定性。
除了基本的测量功能,三位半数字直流电压表还可以具备其他功能,如自动量程切换、峰值保持等。
这些功能可以通过添加适当的电路元件和控制电路来实现。
在multisim中,可以根据需要进行扩展和改进,使三位半数字直流电压表具备更多的功能和应用。
设计multisim电路仿真软件时,三位半数字直流电压表是一个不可或缺的元件。
它能够对直流电路中的电压进行准确测量,并以数字形式显示出来。
通过合理连接电路和设置参数,我们可以在multisim中模拟实际的测量过程,并评估电路的性能。
摘要摘要当今时代,信息充斥着世界的每一个角落,各种电子技术的发展日新月异,其更新的周期非常短,电子技术应用于各行各业,在国民生产和人民生活中的地位越来越重要。
数字电子产品在我们的日常生活中越来越普及,从普通的计算器到现在的数字电视、数字录音机、MP3等,现在还有具有智能系统的数字电子产品。
甚至许多日常生活用品都运用了数字电子产品,如:手机、剃须刀、笔记本电脑等。
现有的简易模拟电压表由于功能单一,适用的范围少等缺点已不能满足人们的高精度、高速度需要,这里需要的是一种能够提供高精度、高速度的采用数字采集技术的数字式电压表应运而生。
本题目介绍的是三位半数字电压表的设计,本次设计主要包括了对电压表的基本构成,双积分型A/D转换器的工作原理以及通用数字电压表的设计方法与调试技术的学习研究,采用集成芯片ICL7107作为数字电压表的A/D转化及锁存和译码模块,使得电路具有设计简单、集成度及可靠性高的特点。
ICL7107采用大电流反向输出,静态驱动共阴极LED数码管,由±5V双电源供电,显示亮度高但耗电较大,适合制作小型的三位半数字电压表。
该系统设计能够实现0~199mV 、0~1.99V、 0~19.99V、 0~199.9V、 0~1999.9V,共五个量程电压值的测量。
做成电路板,进行测试,可得到测试结果。
关键词: ICL7107 数字电压表 A/D转化量程。
ABSTRACTABSTRACTThe modern era, information filled with every corner of the world, all kinds of the development of electronic technology is developing rapidly, and the cycle of the update is very short, electronic technology application in all industries, in the national production and is becoming more and more important in the life of the people. Digital electronic products in our daily life is becoming more and more popular, from the normal calculator to the present digital television, digital recorder, MP3, now there is an intelligent system of digital electronic products. Even many articles for daily use all the digital electronic products, such as: the cellular phone, razor, notebook computers. The existing simple simulation voltmeter because the function of a single, the applicable scope shortcomings, such as less already cannot satisfy people of high precision, high speed need, here need is a can provide high precision, high speed of the digital collection technology of digital voltmeter arises at the historic moment.This subject introduces three and A half of the digital voltmeter design, the design includes the voltmeter to the basic constitution, the double integral type of A/D converter working principle and design method of general digital voltmeter and commissioning technical study, the integrated chips ICL7107 digital voltmeter as the A/D transformation and lock to save and decoding module, so that the circuit is simple in design, integration and the characteristics of high reliability. ICL7107 with large current reverse output, static drive cathode tube of LED digital, by ± 5 V double power supply, show high brightness but large power consumption, suitable for making small three and a half digital voltmeter. The system design can realize 0 ~ 199 mV, 0 ~ 1.99 V, 0 ~ 19.99 V, 0 ~ 199.9 V, 0 ~ 1999.9 V, a total of five range voltage measurement. Make it circuit boards, test, the test results can be obtained.Keyword: ICL7107 Digital voltmeter A/D Scope目录i目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (1)第二章三位半数字电压表的设计方案 (3)2.1题目及设计目的 (3)2.2设计要求 (3)2.3方案设计 (3)2.4三位半数字电压表的设计思想 (5)第三章三位半数字电压表的硬件电路设计 (7)3.1三位半数字电压表的总原理图及其特点 (7)3.1.1总原理图 (7)3.1.2三位半数字电压表的特点 (7)3.2ICL7107的介绍 (8)3.2.1引脚的介绍 (8)3.2.2ICL7107的性能特点 (10)3.2.3ICL7017的功能检查表 (11)3.3电路的基本结构及系统图 (12)3.3.1基本结构 (12)3.3.2电路的系统图 (12)第四章(电路检验)电路仿真 (15)4.1PROTEUS软件介绍 (15)4.2电路仿真 (16)第五章PCB板的设计 (19)5.1P ROTEL99SE软件介绍 (19)5.2绘制原理图并进行分析 (20)5.3PCB板的设计 (21)第六章电路板的焊接及电路调试过程 (23)6.1焊接的注意事项 (23)ii 目录6.2焊接的过程 (23)6.3调试前准备工作及电路总体调试 (24)6.3.1调试仪器 (24)6.3.2调试方法 (24)6.3.3测试结果分析 (24)6.3.4硬件实物图 (24)6.3.5元器件清单 (25)6.4调试注意事项 (25)6.4.1量程的设计 (25)6.4.2积分电容的选择 (25)第七章结束语 (27)致谢 (29)参考文献 (31)第一章绪论1第一章绪论随着社会的发展,电子市场越来越多,电子产品也越来越普遍,一些高科技的产品以代替了一些旧的产品。
三位半数字直流电压表设计multisim(最新版)目录1.引言2.三位半数字直流电压表的原理3.multisim 软件的使用4.设计过程5.测试结果6.结论正文1.引言数字电压表是一种常用的电子测量仪器,可以测量直流电压、交流电压、脉冲电压等。
随着科技的发展,数字电压表的设计和制造技术也在不断提高,使得数字电压表的性能和精度得到了极大的提升。
在本文中,我们将介绍一种三位半数字直流电压表的设计方法,该方法使用了multisim 软件进行仿真和设计。
2.三位半数字直流电压表的原理数字电压表的原理是基于模拟电压表和模数转换器的。
模拟电压表可以测量连续变化的模拟电压信号,而模数转换器则可以将模拟电压信号转换为数字电压信号。
数字电压表通常由一个模数转换器和一个数字显示器组成,模数转换器将模拟电压信号转换为数字电压信号,数字显示器则将数字电压信号显示出来。
三位半数字直流电压表是一种精度较高的数字电压表,它可以测量最大电压为±1.5V 的直流电压信号。
它的设计原理是基于三个半电池的电路,通过调整三个半电池的电压来实现对直流电压信号的测量。
3.multisim 软件的使用multisim 软件是一种电子电路仿真软件,它可以用来设计和仿真各种电子电路,包括放大器、滤波器、振荡器等。
在本文中,我们将使用multisim 软件来设计和仿真三位半数字直流电压表。
首先,我们需要在 multisim 软件中创建一个新的项目,然后添加所需的元器件,包括电源、电阻、电容、二极管、三极管等。
接下来,我们需要绘制电路图,并进行电路仿真。
在仿真过程中,我们可以通过观察电路的波形和参数来调整电路的性能和精度。
4.设计过程在设计三位半数字直流电压表时,我们需要考虑以下几个方面:首先,我们需要选择合适的元器件,包括模数转换器、电源、电阻、电容等。
这些元器件的选取应根据电路的性能要求和成本考虑。
其次,我们需要设计电路的拓扑结构,包括放大器、滤波器、模数转换器等。
三位半数字电压表四、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。
图a图b图c鉴于选用方案一,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, 3 1/2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:量程转换模块采用多量程选择的分压电阻网络,可设计四个分压电阻大小分别为900K Ω,90KΩ,9KΩ和1KΩ。
用无触点模拟开关实现量程的切换。
基准电压模块这个模块由MC1403和电位器构成, 提供精密电压,供A/D 转换器作参考电压.3 1/2位A/D电路模块Output直流数字电压表的核心器件是一个间接型A / D转换器,这个模块由MC14433和积分元件构成,将输入的模拟信号转换成数字信号。
字形译码驱动电路模块这个模块由MC4511构成 ,将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。
显示电路模块这个模块由LG5641AH构成,将译码器输出的七段信号进行数字显示,读出A/D 转换结果。
(2)实验芯片简介:数字显示电压表将被测模拟量转换为数字量,并进行实时数字显示。
该系统(如图1 所示)可采用MC14433—三位半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。
本系统是三位半数字电压表,三位半是指十进制数0000~1999。
所谓3位是指个位、十位、百位,其数字范围均为0~9,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l,即二值状态,所以称为半位。
各部分的功能如下:三位半A/D转换器(MC14433):将输入的模拟信号转换成数字信号。
基准电源(MC1403):提供精密电压,供A/D 转换器作参考电压。
译码器(MC4511):将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。
目录一、题目及设计目的 (2)二、设计要求 (2)三、方案设计与论证 (2)(1)主控芯片 (2)(2)显示部分 (2)四、设计原理及电路图 (3)(1)数字电压表原理框图 (3)量程转换模块 (3)基准电压模块 (3)A/D电路模块 (3)字形译码驱动电路模块 (4)显示电路模块 (4)(2)实验芯片简介 (5)三位半A/D转换器MC14433 (5)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 (9)五、元器件清单 (11)六、参数计算与仿真图 (11)七、结论与心得 (11)八、参考文献 (12)数字电压表电路设计报告一、题目及设计目的1、题目:3 1/2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2-3个实现数字电压表的方案;只要求写出实现工作原理,画出电原理功能图,描述其功能。
2、对将要实验方案,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3 1/2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。
三位半数字万用表的设计思路一、引言三位半数字万用表是一种常用的电子测量仪器,广泛应用于电子、电工、通信等领域。
其设计思路主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
本文将从这两个方面分别进行阐述。
二、硬件设计思路1. 选择合适的芯片:三位半数字万用表的核心是ADC(模数转换器)芯片,需要选择性能稳定、精度高的芯片。
同时,还需要选择合适的运算放大器、参考电压源等辅助芯片。
2. 输入电路设计:为了保证测量的准确性和可靠性,需要设计合适的输入电路。
常见的输入电路包括电压放大电路、电流放大电路、电阻测量电路等。
3. 选择合适的显示器件:三位半数字万用表的显示部分通常采用LCD液晶显示屏,其优点是功耗低、可视角度大。
此外,还需要选择合适的按键、旋钮等输入设备,以方便用户操作。
4. 电源设计:为了保证测量仪器的长时间稳定工作,需要设计合适的电源电路。
常见的电源电路包括直流稳压电源、电池供电等。
三、软件设计思路1. 测量模式选择:三位半数字万用表通常具备多种测量模式,如电压测量、电流测量、电阻测量等。
在软件设计中,需要实现测量模式的选择和切换功能。
2. 采样和转换:软件需要实现对输入信号的采样和模数转换。
通常采用的方法是采样并存储一定数量的采样点,然后进行模数转换。
3. 数据处理和显示:软件还需要对采样得到的数据进行处理,如进行平均值计算、单位换算等。
最后,将处理后的数据显示在液晶屏上。
4. 软件校准:为了保证测量仪器的准确性,软件中通常还会加入校准功能。
校准过程可以通过与标准信号比较,得到修正系数,以提高测量的准确性。
四、其他设计要点1. 外壳设计:三位半数字万用表的外壳通常采用防护性能好的塑料材料,以保护内部电路免受外界干扰和损坏。
2. 人机交互设计:为了方便用户的使用,万用表还需要设计合理的人机交互界面。
例如,可以在液晶屏上显示测量结果和单位,并通过按键或旋钮实现功能选择和数值调节。
3. 安全保护设计:电子测量仪器对用户的安全至关重要,设计时需要考虑到各种可能的危险情况,并采取相应的保护措施,如过载保护、绝缘保护等。
摘要:当今社会是信息科技的时代,科技技术发展日新月异,科学发展的程度是各国竞争的核心力量,尤其是电子信息技术显得更加重要。
在信息处理技术,模数混合系统中,对模拟信号的采样一般是使用专计电路比较复杂,用到集成芯片比较多,给设计带来不便。
为克服这些缺点,这次设计中采用了高级集成芯片ICL7107作为对模拟信号的采样,使设计更简单,可靠性得到提高。
本题目介绍的是三位半数字电压表的设计,本次设计主要包括了对电压表的基本构成,双积分型A/D转换器的工作原理以及通用数字电压表的设计法与调试技术的学习研究,采用集成芯片TL7107作为数字电压表的A/D转化及锁存和译码模块,使得电路具有设计简单、集成度及可靠性高的特点。
TL7107采用大电流反向输出,静态驱动共阴极LED数码管,由±5V双电源供电,显示亮度高但耗电较大,适合制作小型的三位半数字电压表。
该系统设计能够实现0~199mV 、0~1.99V、 0~19.99V、 0~.9V、 0~1999.9V,共五个量程电压值的测量。
做成电路板,进行测试,可得到测试结果.一、绪论在数字和显示技术中,为了实现数字显示,需要把连续变化的模拟量变化成数字量,这宗变化就是A/D转化。
为了使模拟量变化成数字量,必须经过取样、量化过程。
量化单位越小,整量化的误差就越小,数字量就越接近连续量本真的值。
数字式仪表是能把连续的被测量自动地变成断续的、用数字编码式的、并以十进制数字自动显示测量结果的一种测量仪表。
它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起。
成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支。
数字电压表简称DVM,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。
数字电压表则采用先进的数显技术,使测量结果一目了然,只要仪表不发生跳读现象,测量结果就是唯一的。
数字电压表具备了很多传统模拟仪表所不能相比拟的优势特点。
二、三位半数字电压表的设计案2.1题目及设计目的1、题目:3 1/2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、应完成的工作容和具体的设计法,同时复习、巩固以往的模电、数电容。
2.2 设计要求(1) 测量围:直流电压 0V 一 1.999V,0V 一 .9mV。
(2) 组装调试 3位半数字电压表。
(3) 画出数字电压表结构图,写出心得体会。
2.3 案设计设计:主要器件由芯片MC14433和共阴极半导体组成。
MC1443是美国摩托罗拉公司生产的单片3位半A/D转换器,它适合构成带B码输出的3位半LED显示数字电压表,是目前应用较为普遍的一种低速A/D转换器。
MC14433的性能特点:(1)MC14433属于CMOS大规模集成电路,其转换准确度为±0.05%。
含时钟振荡器,仅需外接一只振荡电阻。
能获得超量程(OR)、欠量程(UR)信号,便于实现自动转换量程能增加读数保持(HOLD)功能。
电压量程分两挡:200mV、2V,最大显示值分别为199.9mV、1.999V。
量程与基准电压呈1∶1的关系,即UM=UREF。
(2)需配外部的段、位驱动器,采用动态扫描显示式,通常选用共阴极LED数管。
(3)有多路调制的BCD码输出,可直接配μP构成智能仪表。
(4)工作电压围是±4.5 V~±8V,典型值为±5V,功耗约8mW。
仿真:主要器件由芯片TC7102共阴LED组成。
由于TC7102是把模拟电路与逻辑电路集成在一块芯片上,属于大规模CMOS集成电路,因此本案主要有以下特点:(1)采用单电源供电,可使用9V迭层电池,有助于实现仪表的小型化。
(2)芯片部有异或门输出电路,能直接驱动LED。
(3)功耗低。
芯片本身消耗电流仅1.8mA,功耗约16mV。
(4)输入阻抗极高,对输入信号无衰减作用。
(5)能通过部的模拟开关实现自动调零和自动显示极性的功能。
(6)噪声低,失调温标和增益温标均很小。
具有良好的可靠性,使用寿命长。
(7)整机组装便,无须外加有源器件,可以很便地进行功能检查。
2.4案选择在设计思路上我们选择了MC14433,但由于在各个仿真软件中,我们无法找到MC14433元器件,故我们采用在思路上选择MC14433设计,仿真环节采用TC7102,这样既能有效地了解实验原理,更能仿真出实验结果。
三、三位半数字电压表的硬件电路设计3.1 MC14433引脚功能说明MC14433 采用24引线双列直插式封装,外引线排列,参考图所示的引脚标注.各主要引脚功能说明如下:(1) 端:VAG,模拟地,是高阻输入端,作为输入被测电压UX和基准电压VREF的参考点地。
(2) 端:RREF,外接基准电压输入端。
(3) 端:UX,是被测电压输入端。
(4) 端:RI,外接积分电阻端。
(5) 端:RI/CI,外接积分元件电阻和电容的公共接点。
(6) 端,C1,外接积分电容端,积分波形由该端输出。
(7) 和 (8) 端:C01和C02,外接失调补偿电容端。
推荐外接失调补偿电容C0取0.1μF(9) 端:DU,实时输出控制端,主要控制转换结果的输出,若在双积分放电期即阶段5开始前,在DU端输入一正脉冲,则该期转换结果将被送入输出锁存器并经多路开关输出,否则输出端继续输出锁存器中原来的转换结果。
若该端通过一电阻和EOC 短接,则每次转换的结果都将被输出。
(10) 端:CPI (CLKI),时钟信号输入端。
(11) 端:CPO (CLKO),时钟信号输出端。
(12) 端:VEE,负电源端,是整个电路的电源最负端,主要作为模拟电路部分的负电源,该端典型电流约为0.8mA,所有输出驱动电路的电流不流过该端,而是流向VSS端。
(13) 端:VSS 负电源端.(14) 端:EOC,转换期结束标志输出端,每一A/D转换期结束,EOC 端输出一正脉冲,其脉冲宽度为时钟信号期的1/2。
(15) 端:OR ,过量程标志输出端,当|UX|>VREF 时,OR输出低电平,正常量程OR为高电平。
(16)~(19) 端:对应为DS4~DS1,分别是多路调制选通脉冲信号个位、十位、百位和千位输出端,当DS端输出高电平时,表示此刻QQ3 的BCD 代码是该对应位上的数据。
(20)23Q0-Q3A/D 转换结果数据输出BCD代码的最低位(LSB)、次低位、次高位和最高位输出端。
(24) 端:VDD,整个电路的正电源端。
IMC14433管脚图3.2工作过程分析三位半数字电压表通过位选信号DS1~DS4进行动态扫描显示,由于MC14433电路的A/D转换结果是采用BCD码多路调制法输出,只要配上一块译码器,就可以将转换结果以数字式实现四位数字的LED发光数码管动态扫描显示。
DS1~DS4输出多路调制选通脉冲信号。
DS选通脉冲为高电平时表示对应的数位被选通,此时该位数据在Q0~Q3端输出。
每个DS选通脉冲高电平宽度为18个时钟脉冲期,两个相邻选通脉冲之间间隔2个时钟脉冲期。
DS和EOC的时序关系是在EOC 脉冲结束后,紧接着是DS1输出正脉冲。
以下依次为DS3和DS1对应最高位(MSD),DS4则对应最低位(LSD)。
在对应DS2,DS3和DS4选通期间,Q0~Q3输出BCD全位数据,即以8421码式输出对应的数字09.在DS1选通期间,Q0~Q3输出千位的半位数0或l及过量程、欠量程和极性标志信号。
在位选信号DS1选通期间Q0~Q3的输出容如下: Q3表示千位数,Q3=0代表千位数的数宇显示为1,Q3=1代表千位数的数字显示为0。
Q2表示被测电压的极性,Q的电平为1,表示极性为正,即UX>0,Q2的电平为0,表示极性为负,即UX<0。
显示数的负号负电压)由MC1413中的一只晶体管控制,符号位的“-’阴极与千位数阴极接在一起,当输入信号UX为负电压时,Q2端输出置“0”, Q2 负号控制位使得驱动器不工作,通过限流电阻RM 使显示器的“-”(即g 段)点亮;当输入信号UX为正电压时,Q2端输出置“1”,负号控制位使达林顿驱动器导通,电阻RM接地,使“-”旁路而熄灭。
小数点显示是由正电源通过限流电阻RDP供电燃亮小数点。
若量程不同则选通对应的小数点。
过量程是当输入电压UX超过量程围时,输出过量程标志信号OR--- 。
当OR--- = 0 时,|UX|>1999,则溢出。
|UX|>UR则OR---输出低电平。
当OR--- = 1时,表示|UX|<UR 。
平时OR输出为高电平,表示被测量在量程。
MC14433的OR---端与MC4511的消隐端BI--- 直接相连,当UX超出量程围时,OR---输出低电平,即OR--- = 0 →BI--- = 0 ,MC4511译码器输出全0,使发光数码管显示数字熄灭,而负号和小数点依然发亮。
3.3.1三位半A/D转换器MC14433 在数字仪表中,MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A/D 转换器和其它典型的双积分A/D转换器类似,MC14433A/D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。
如果必要设计应用者可参考相关参考书。
使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A/D 转换。
MC14433部模拟电路实现了如下功能:(1)提高A/D 转换器的输入阻抗,使输入阻抗可达l00MΩ以上;(2)和外接的RI、CI构成一个积分放大器,完成V/T 转换即电压—时间的转换;(3)构造了电压比较器,完成“0”电平检出,将输入电压与零电压进行比较,根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”。
比较器的输出用作部数字控制电路的一个判别信号;(4)与外接电容器C0构成自动调零电路。
MC14433 部含有四位十进制计数器,对反积分时间进行3位半BCD码计数(0~1999),并锁存于三位半十进制代码数据寄存器,在控制逻辑和实时取数信号(DU)作用下,实现A/D转换结果的锁定和存储。
借助于多路选择开关,从高位到低位逐位输出BCD码Q0~Q3,并输出相应位的多路选通脉冲标志信号DS1~DS4实现三位半数码的扫描式(多路调制式)输出。
MC14433部的控制逻辑是A/D 转换的指挥中心,它统一控制各部分电路的工作。
根据比较器的输出极性接通电子模拟开关,完成A/D转换各个阶段的开关转换,产生定时转换信号以及过量程等功能标志信号。
在对基准电压VREF 进行积分时,控制逻辑令4位计数器开始计数,完成A/D 转换。
MC14433部具有时钟发生器,它通过外接电阻构成的反馈,井利用部电容形成振荡,产生节拍时钟脉冲,使电路统一动作,这是一种施密特触发式正反馈RC 多谐振荡器,一般外接电阻为360kΩ时,振荡频率为100kHz;当外接电阻为470kΩ时,振荡频率则为66kHz,当外接电阻为750kΩ时,振荡频率为50kHz。