基于ICL7107器件的量程自切换数字电压表的设计

. . .. . .电子制作课程考核报告课程名称电子制作学生鑫学号1213014048所在院(系) 物理与电信工程学院专业班级电子1202指导教师伟完成地点501#高频实验室2014年6月10 日目录一. 摘要 (2)二.课程设计任务与要求 (2)2.1设计目的 (2)2.2设计要求 (2)三.总体设计思路 (2)3.1方案选择 (2)3.2系统框图 (3)四.课程设计框图及工作原理 (4)4.1 工作原理 (4)4.2 ICL7107的工作原理 (5)4.3 ICL7107 安装电压表头时的一些要点 (8)4.4 关于多量程电路部分 (10)五.电路设计与仿真 (12)六. 系统调试及结果分析 (13)6.1调试仪器 (13)6.2 调试方法 (13)6.3 测试结果分析 (13)6.4 硬件实物图 (13)七.元器件清单 (14)八.设计心得体会 (14)九.参考文献 (14)一.摘要数字电压表（Digital Voltmeter）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。

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。

本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成各种新型数字电压表的工作原理。

二.课程设计任务与要求2.1、设计目的1、了解双积分式A/D转换器的工作原理2、熟悉A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能3、掌握用ICL7107构成直流数字电压表的方法2.2、设计要求1、采用课程或实验容中所使用的元器件，设计一个三位半数字电压表，三位半是指个位、十位、百位的围为0-9，而千位只有0和1两个状态，称为半位。

所以数字电压表测量围为0001-1999。

测量范围：分3档，0-2V档测量小电压0-20V档测量中低电压0-200V档，测量较高电压。

量程选择方法：板上有档位选择的焊点，当把0-2V档的2个点焊接在一起，RX焊接电阻阻值为1K时，测量范围就是0-2V；当把0-20V档的2个点焊接在一起，RX焊接电阻阻值为100K时，测量范围为0-20V；当把0-200V档的2个点焊接在一起，RX焊接电阻阻值为1M时，测量范围为0-200V；超量程显示：首位显示1或-1套件中，RX发100K和1M两种，买家根据自己的测量范围选择焊接。

本电压表也可以改成电流表，改电电流表的方法：板上预留一个2W 0.1欧高精度电阻焊接位置，把这个电阻焊接上，然后RX不用焊接，这样就是一个0-2A的电流表哦。

制作步骤在焊接之前请仔细看完下面的步骤，一些元件的安装必须要有先后顺序，否则可能会导致制作不成功！1.）焊接1N4148、5.1V稳压二极管，其中1N4148和5.1V注意区分，1N4148上面写的是4148，5.1V稳压二极管上面写的是ST5V1。

2.）焊接电阻，阻值可以看色环或者用万用表测量3.)焊接独石电容、电解电容、可调电阻、C1815三极管和TL431。

独石电容按板上丝印的参数焊接，无极性。

10UF电解电容实物长脚为正极，短脚负极。

PCB板上丝印有阴影部分的为负极。

可调电阻焊接有方向，注意上面的调节螺丝，参考下图焊接。

C1815和TL431外观相同，器件上面的刻字不一样，注意分清。

4.）按下图处理IC座，后再焊接到板上。

IC座焊接在哪里要注意，请看清：5.）安装4只数码管（有方向），数码管的小数点和板上丝印的小数点对应。

数码管小数点靠近档位选择这侧。

6.）焊接完4只数码管后，剪掉数码管多余的引脚7.）请出套件里的老大插到40P IC 座上面（集成电路，注意方向）。

8.）焊接档位选择和匹配电阻。

当把0-2V档的2个点焊接在一起，RX焊接电阻阻值为1K时，测量范围就是0-2V；当把0-20V档的2个点焊接在一起，RX焊接电阻阻值为100K时，测量范围为0-20V；当把0-200V档的2个点焊接在一起，RX焊接电阻阻值为1M时，测量范围为0-200V；9.）调试方法:供电5V（有方向，红接正极，黑接负极，板上也有丝印正负），数码管显示-.000或.000为正常，调节3296-202电位器，使得芯片第36脚和第35脚之间的电压为100MV.测量校准电位器的作用：输入一个电压，然后调节这个电位器，表头显示出来的数值和万用表的测量数值一样。

ICL7107 安装电压表头时的一些要点：按照测量＝±199.9mV 来说明。

1.辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。

也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。

许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。

知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第 40 引脚。

（1 脚与 40 脚遥遥相对）。

2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是 DC5V 。

第 36 脚是基准电压，正确数值是 100mV，第 26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V 至－5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。

芯片第 31 引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV 的电压。

在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。

3.注意芯片 27,28,29 引脚的元件数值，它们是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。

芯片的 33 和 34 脚接的 104 电容也不能使用磁片电容。

4.注意接地引脚：芯片的电源地是 21 脚，模拟地是 32 脚，信号地是 30 脚，基准地是 35 脚，通常使用情况下，这 4 个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30 脚或 35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。

－－本文不讨论特殊要求应用。

5.负电压产生电路：负电压电源可以从电路外部直接使用 7905 等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个 +5V 供电就可以解决问题。

比较常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等电路来得到，这样需要增加硬件成本。

我们常用一只 NPN 三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片 38 脚的振荡信号串接一个 20K －56K 的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为 2.4V － 2.8V 为最好。

ICL7107数字电压表电路及组装要点ICL7107是美国Intersil公司专为数字仪表生产的数字仪V为满幅输入电压一般取200mV或2VINFS表专用芯片。

该芯片集成度高,转换精度高,抗干扰能力强,输出③积分电容CINT可直接驱动发光数码管,只需要很少的外部元件,就可以构成数积分电容取值用下式估算:字仪表模块。

ICL7107芯片用在X线机毫安显示电路中,能使毫CINT=4000×IINT/fosc×VIS安读数显示电路做到使用元件少,可靠性高,调试维修方便。

V为积分器输出幅度。

IS1ICL7107芯片简介④自动稳零电容CAZICL7107是双积分式3位半模数转换器,ICL7107集成电自动稳零电容CAZ大小的选择依系统允许引入的噪声为路内...传统的数字显示测量仪表以集成芯片(比如ICL7107芯片)集成显示为主,或者进行A/D转换后,简单地用单片机技术实现数字显示,单片机技术只是运用于简单的显示作用.由于随着计算机辅助教学在电工电子等教学设备的应用,迫切要求教学设备的硬件结构符合计算机双向控制的要求.特别是在测量仪表上,运用大量的单片机技术可以使许多功能简单实现辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。

也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。

许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。

知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第40 引脚。

（1 脚与40 脚遥遥相对）。

2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是DC5V 。

第36 脚是基准电压，正确数值是100mV，第26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V 至－5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。

芯片第31 引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV 的电压。

在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。