基于icl7107數(shù)字電壓表的仿真設(shè)計(jì)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)word格式-文庫吧
2024-11-03 00:24 本頁面
【正文】 ）輸入阻抗極高，對(duì)輸入信號(hào)無衰減作用。（ 5）能通過內(nèi)部的模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)顯示極性的功能。（ 6）噪聲低，失調(diào)溫標(biāo)和增益溫標(biāo)均很小。具有良好的可靠性，使用壽命長(zhǎng)（ 7）整機(jī)組裝方便， 無須外加有源器件，可以很方便地進(jìn)行功能檢查。 方案 2： 主要器件由芯片 ICL7107 和共陽極半導(dǎo)體數(shù)碼管 LED 組成。 關(guān)鍵詞： A/D 轉(zhuǎn)換器 芯片 ICL7107 共陽極半導(dǎo)體數(shù)碼管 LED 圖二為方案 2 的簡(jiǎn)易原理方框圖。 本方案的主要特點(diǎn)是：（ 1）能直接驅(qū)動(dòng)共陽極的 LED 顯示器，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件，使整機(jī)線路簡(jiǎn)化。（ 3）采用 +5V 和 — 5V 兩組電源供電。（ 4） LED 屬于電流控制器件，在 3 1/2位數(shù)字儀表中采用直流驅(qū)動(dòng)方式，芯片本身功耗較小。（ 5）顯示亮度較高。 方案 3： 主要器件由芯片 MC14433 和共 陰 極半導(dǎo)體數(shù)碼管 LED 組成。 MC14433 是美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的單片 3?位 A/D 轉(zhuǎn)換器，它適合構(gòu)成帶 BCD 碼輸出的3?位 LED 顯示數(shù)字電壓表，是目前應(yīng)用較為普遍的一種低速 A/D 轉(zhuǎn)換器。 MC14433 的性能特點(diǎn) ： （ 1） MC14433 屬于 CMOS大規(guī)模集成電路，其轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度為177。 %。內(nèi)含時(shí)鐘振蕩器，僅需外接一只振蕩電阻。能獲得超量程（ OR）、欠量程（ UR）信號(hào)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程。能增加讀數(shù)保持（ HOLD）功能。電壓量程分兩擋： 200mV、 2V，最大顯示值分別為 、 。量程 與基準(zhǔn)電壓呈 1∶ 1 的關(guān)系，即 UM＝ UREF。 （ 2）需配外部的段、位驅(qū)動(dòng)器，采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，通常選用共陰極 LED數(shù) 管。 （ 3）有多路調(diào)制的 BCD 碼輸出，可直接配μ P 構(gòu)成智能儀表。 （ 4）工作電壓范圍是177。 V～177。 8V，典型值為177。 5V，功耗約 8mW。 本文設(shè)計(jì)的電壓表是一個(gè) 3 位半直流電壓測(cè)量的數(shù)字式電壓表，測(cè)量范圍為直流0~199mV、 0~、 0~、 0~、 0~1999V，共 5 個(gè)量程。電壓值顯示穩(wěn)定，讀數(shù)方便，能測(cè)量正、負(fù)電壓且能自動(dòng)切換量程，使用方 便。系統(tǒng)框圖（如圖 1 所示）。本系統(tǒng)可分為測(cè)試電壓轉(zhuǎn)換、模擬電壓通道、數(shù)據(jù)電壓通道（ A/D 轉(zhuǎn)換及譯碼鎖存）、數(shù)碼顯示、小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電路 5部分。 4 圖 1 系統(tǒng)框圖 四 .課程設(shè)計(jì)框圖及工作原理 工作原理 ICL7107 是雙積型的 A/D 轉(zhuǎn)換器，還集成了 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬部分電路，如緩沖器、積分器、電壓比較器、正負(fù)電壓參考源和模擬開關(guān)，以及數(shù)字電路部分如振蕩源、計(jì)數(shù)器、鎖存器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和控制邏輯電路等，使用時(shí)只需外接少量的電阻、電容元件和顯示器件，就可以完成模擬到 數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，從而滿足設(shè)計(jì)要求。顯示穩(wěn)定可讀和測(cè)量反應(yīng)速度快，是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 ICL7107 的一個(gè)周期為用 4000 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)間作為 A/D 轉(zhuǎn)換的一個(gè)周期時(shí)間，每個(gè)周期分成自動(dòng)穩(wěn)零（ AZ）、信號(hào)積分（ INT）和反積分（ DE） 3 個(gè)階段。內(nèi)部邏輯控制電路不斷地重復(fù)產(chǎn)生 AZ、 INT、 DE 3 個(gè)階段的控制信號(hào)，適時(shí)地指揮計(jì)數(shù)器、鎖存器、譯碼器等協(xié)調(diào)工作，使輸出對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的數(shù)值。而輸入模擬量的數(shù)值在其內(nèi)部數(shù)值上等于計(jì)數(shù)數(shù)值 T，即： VIN 的數(shù)值 =T 的數(shù)值或 Vin=Vref(T/1000) 式中： 1000 為積分時(shí)間（ 1000 個(gè)脈沖周期）； T 為反積分時(shí)間（滿度時(shí)為 2020） 。 ICL7107 的管腳 排列： 管腳 1 和 26 是 ICL7107 的正、負(fù)極。 COM 為模擬信號(hào)的公共端，簡(jiǎn)稱模擬地，使用時(shí)應(yīng)與 IN－、 UREF－端短接。 TEST 是測(cè)試端，該端經(jīng)內(nèi)部 500Ω電阻接數(shù)字電路的公共端（ GND），因二者呈等電位，故亦稱做數(shù)字地。該端有兩個(gè)功能：①作測(cè)試指示，將它接 U＋時(shí) LCD 顯示全部筆段 188可檢查顯示器有無筆段殘缺現(xiàn)象；②作為數(shù)字地供外部驅(qū)動(dòng)器使用，來構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)及標(biāo)志符的顯示電路。 a1～ g a2～ g a3～ g bc4 分別為個(gè)位、十位、百位、千位的筆段驅(qū)動(dòng)端，接至 LCD 的相應(yīng)筆段電極。千位 b、 c 段在 LCD 內(nèi)部連通。當(dāng)計(jì)數(shù)值 N＞ 1999 時(shí)顯示器溢出，僅千位顯示“ 1”，其余位消隱，以此表示儀表超量程（過載溢出）。 POL 為負(fù)極性指示的驅(qū)動(dòng)端。 BP 為 LCD 背面公共電極的驅(qū)動(dòng)端，簡(jiǎn)稱“背電極”。 OSC1～ OSC3 為時(shí)鐘振蕩器引出端，外接阻容元件可構(gòu)成兩級(jí)反相式阻容振蕩器。 UREF＋、 UREF－分別為基準(zhǔn)電壓的正、負(fù)端，利用片內(nèi) U＋－ COM 之間的＋ 5 基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行分壓后，可提供所需 UREF 值，亦可選外基準(zhǔn)。 CREF＋、 CREF－是外接基準(zhǔn)電容端。 IN＋、 IN－為模擬電壓的正、負(fù)輸入端。 CAZ 端接自動(dòng)調(diào)零電容。 BUF是緩沖放大器
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