【正文】 示器 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 II Three semiDC digital voltage meter Abstract The object of this design is a three electric voltage forms with numerical half direct the distance as the V～ 0～ V, error margin is 5 0/ circuit mainly from double integral calculus moldnumber the conversion machine,translate a code actuator,anti mutually machine etc. the spare part is measure the electric voltage importation moldnumber the conversion machine after, reign to choose signal a valid period, the binary system code data outputs line to output four four binary system codes one by one in order, this binary system code passes to translate the code machine conversion to drive signal for the segment of the numeral outputs an adoption a dynamic state to scan a way, having another road to choose a pulse exportation to carry a control anti mutually the machine leads by turn, creation display of drive manifestation method of the display adopt from give out light the total cathode LED display that the diode in the segment the signal and drive a mon function of signal to descend Be showing to hold a manifestation want diagraph of the direct current imitate electric voltage. That direct current numerical electric voltage watch has a great achievement to consume low,the anti interference ability is strong,the accuracy is high and use a vivid etc. advantage, is used for various numerical gauge extensively in. Keywords Direct current numerical electric voltage form； A/D number conversion machine； display 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 III 目錄 摘要 .......................................................................................................................I Abstract ............................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 第 2 章 總體方案設計 ........................................................................................ 2 第 3 章 單元電路的設計 .................................................................................... 3 A/D 轉換器的選擇和設計 ........................................................................ 3 轉換精度 ............................................................................................ 6 轉換時間 ............................................................................................ 6 雙積分 A/D 轉換器 5G14433 .................................................................. 7 關于 5G14433 ..................................................................................... 7 5Gl4433 的外部電路連接與元件參數(shù)設計 ................................... 10 BCD鎖存 /譯碼 /驅動器 5G4511 ............................................................ 13 編碼器 .............................................................................................. 13 譯碼器 .............................................................................................. 13 顯示部分 ............................................................................................... 15 5G141 D觸發(fā)器 .................................................................................. 16 達林頓驅動器 .................................................................................. 16 D觸發(fā)器 ......................................................................................... 16 第 4 章 三位半數(shù)字電壓表的總體設計 .......................................................... 18 電路組成 ................................................................................................. 18 工作過程 ................................................................................................. 19 第 5 章 PCB 板圖設計 ....................................................................................... 21 結論 .................................................................................................................... 24 致謝 .................................................................................................................... 25 參考文獻 ............................................................................................................ 26 附錄 A ................................................................................................................ 27 附錄 B ................................................................................................................ 31 哈爾濱理工大學遠東學院學士學位論文 1 第 1章 緒論 在 生產和 實驗中，電壓表是最常使用的測量儀器之一，目前市場上的數(shù)字電壓表頭已在逐漸取代以往的指針式表頭 。 為解決 DVM 不能反映被測電壓的連續(xù)變化過程以及變化趨勢這一難題，一種 數(shù)字 /模擬條圖 儀表業(yè)已問世。 除此之外數(shù)字電壓表還有分辨率高，準確度高，測量范圍寬，測量速度快，擴展能力強，抗干擾能力強等特點。系統(tǒng)方框圖如圖 11 所示。它具有抗干擾性能好，轉換精度高等特點。上述三種元件構成了電壓表的基本模型。 模數(shù)轉換的過程有四個階段，即采樣、保持、量化和編碼。理論上，每個周期內，模擬開關的閉合時間趨近于 0。 我們知道，在電路中，數(shù)字量通常用二進制代碼表示。在量化和編碼期間，保持電路相當于一個恒壓源，它將采樣時刻的信號電壓“保持”在量化器的輸入端。 并行模數(shù)轉換 器是一種直接模數(shù)轉換器，亦稱快速模數(shù)轉換器（ flash ADC）。顯然，這 n21? 個高電平或低電平表示一個 n21? 位二進制代碼，對應這一個量化電平。并行模數(shù)轉換器的優(yōu)點是轉換速度快，缺點是電路規(guī)模龐大。盡管轉換速度不如并行模數(shù)轉換器，逐次漸進型模數(shù)轉換器是串行模數(shù)轉換器中轉換速度最快的一種。 電壓 頻率變換型模數(shù)轉換器是另一種間接型模數(shù)轉換器。這個二進制代碼就是與模擬電壓對應的數(shù)字量。雙積分型模數(shù)轉換器圖 21 包含積分器、比較器、計數(shù)器、時鐘脈沖發(fā)生 器和一些控制邏輯。假設時鐘脈沖周期為 cT 秒，那么，經過1 2n cTT? 秒后，積分器的輸出電壓為 11/Tv RC? 伏， 2 tT mC? 計數(shù)器又回到 0狀態(tài)并產生一個進位脈沖。為什么說這時模數(shù)轉換結束了呢？我們來分析一下計數(shù)器當前的狀態(tài)與輸入電壓 1v 的關系。雙積分型模數(shù)轉換器的另一個優(yōu)點是抗干擾能力比較強。雙積分型模數(shù)轉換器的缺點是轉換速度低，一般用于對信號變化緩慢且噪聲較強的工業(yè)控制場合。 A/D 轉換器的主要技術指標有轉換精度、轉換速度等。它說明 A/D 轉換器對輸入信號的分辨能力。 轉換誤差 轉換誤差通常是以輸出誤差的最大值形式給出。LSB/2 ，這就表明實際輸出的數(shù)字量和理論上應得到的輸出數(shù)字量之間的誤差小于最低位的半個字。其中并行比較 A/D 轉換器的轉換速度最高， 8 位二進制輸出的單片集成 A/D 轉換器轉換時間可達到 50ns以內，逐次比較型 A/D 轉換器次之，它們多數(shù)轉換時間在 10～ 50μ s 以內，間接 A/D 轉換器的速度最慢，如雙積分 A/D 轉換器的轉換時間大都在幾十毫秒至幾百毫秒之間。但其轉換速度慢，約 1～ 10 次 /秒。量程為 或 兩種，與之相對應的基準電壓相應為＋ 200mv 或＋ 2v兩種。 5G14433 芯片的引腳分布如圖 33所示。 圖 33 5G1443 芯片引腳分布 1R 、 11/RC、 1C （引腳 6）：外接積分電阻器和積分電容 1C 元件端，外接元件典型值： （ a） 當量程為 2V 時， C1＝ F,R1=470K? ； （ b）當量程 200mV 時， C1= F,R1=27K? 。 CLKI 和 CLKO（引腳 11）：