電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(數(shù)字電子秤)(文件)
【正文】 介ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D轉(zhuǎn)換電路，包含七段譯碼器、顯示驅(qū)動(dòng)器、參考源和時(shí)鐘系統(tǒng)。② 能直接驅(qū)動(dòng)共陽極LED數(shù)碼管，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件，使整機(jī)線路簡化，采用士5V兩組電源供電，并將第21腳的GND接第30腳的IN 。⑥ 整機(jī)組裝方便，無需外加有源器件，配上電阻、電容和LED共陽極數(shù)碼管，就能構(gòu)成一只直流數(shù)字電壓表頭。使用時(shí)可將LED共陽極數(shù)數(shù)碼管公共陽極接V+。接千位LED顯示器的相應(yīng)的筆畫電極。VREF＋ 、VREF ：基準(zhǔn)電壓正負(fù)端。AZ：積分器和比較器的反向輸入端，接自動(dòng)調(diào)零電容CAz 。A/D轉(zhuǎn)換電路如圖11.圖11 A/D轉(zhuǎn)換電路 數(shù)碼管簡介常見的數(shù)碼管由七個(gè)條狀和一個(gè)點(diǎn)狀發(fā)光二極管管芯制成，叫七段數(shù)碼管，如圖12(a)圖12LED數(shù)碼管中各段發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管類似，只是正向壓降較大，正向電阻也較大。圖中的8個(gè)LED分別與圖中的a~DP各段相對(duì)應(yīng)，通過控制各個(gè)LED的亮滅來顯示數(shù)字。其中個(gè)位的小數(shù)點(diǎn)應(yīng)該顯示，因此，直接將個(gè)位的DP腳與地相連即可，其余三個(gè)數(shù)碼管的DP腳直接懸空即可。 系統(tǒng)調(diào)試傳感器模塊：托盤空載，調(diào)節(jié)Rp1,用萬用表測量輸出電壓直至為0，然后向托盤中添加砝碼，看萬用表是否有示數(shù)，逐漸增加砝碼，觀察示數(shù)是否變化。五、 性能測試與結(jié)果分析對(duì)電路用Altium Designer軟件進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如圖16圖16仿真結(jié)果由仿真結(jié)果可知該電子稱測量結(jié)果還是具有一定準(zhǔn)確度的，較大誤差可能是一些參數(shù)設(shè)置不合理造成的。但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)Altium Designer及Multisim軟件的使用有了進(jìn)一步的了解。但由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，電路中還有些功能不夠完善，有些參數(shù)不夠精確，而且抗干擾能力也不夠好。我們知道自己還有很多的不足和很多需要學(xué)習(xí)的東西，我相信通過自己的努力，在未來的課程等方面會(huì)有更大的進(jìn)步，不斷提高自己的能力。看到自己設(shè)計(jì)的功能電路能在仿真軟件中運(yùn)行，我有了很大的成就感。在設(shè)計(jì)完各個(gè)功能模塊之后，我用Altium Designer09電子設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了各個(gè)模塊的繪制，并最終繪制成一個(gè)總的電路原理圖。在設(shè)計(jì)的過程中可以說得是困難重重，這畢竟是第一次做數(shù)電課程設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，設(shè)計(jì)的過程中我發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子秤，組裝及調(diào)試各單元電路及系統(tǒng)電路，用數(shù)字表顯示稱重結(jié)果。A/D轉(zhuǎn)換與數(shù)碼管顯示電路模塊：在ICL7107模擬信號(hào)輸入端輸入一適當(dāng)電壓，然后觀察數(shù)碼管顯示的數(shù)字，計(jì)算誤差。其余模塊按照相應(yīng)模塊的電路圖焊接電路板并安裝。 數(shù)碼管顯示電路由于所選用的芯片ICL7107已經(jīng)具有譯碼功能且其內(nèi)部有驅(qū)動(dòng)LED陽極數(shù)碼管的電路，因此可選擇4個(gè)共陽極數(shù)碼管，將其共陽極端接VCC，而其余管腳直接與ICL7107對(duì)應(yīng)的腳相連即可。由于常規(guī)的數(shù)碼管起輝電流只有1～2 mA，最大極限電流也只有10～30 mA，所以它的輸入端在5 V電源或高于TTL高電平( V)的電路信號(hào)相接時(shí)，一定要串加限流電阻，以免損壞器件。其輸出級(jí)的無功電流( idling current )是100μA，而緩沖器與積分器能夠供給20μA的驅(qū)動(dòng)電流，從此腳接一個(gè)Rint至積分電容器，其值在滿刻度200mV時(shí)選用47K，而2V滿刻度則使用470K。INT：27是一個(gè)積分電容器，必須選擇溫度系數(shù)小不致使積分器的輸入電壓產(chǎn)生漂移現(xiàn)象的元件。第38腳至第40腳電容量的選擇是根據(jù)下列公式來決定：Fosl = COM ：模擬信號(hào)公共端，簡稱“模擬地”，使用時(shí)一般與輸入信號(hào)的負(fù)端以及基準(zhǔn)電壓的負(fù)極相連。ICL7107芯片及各引腳如圖10所示圖10 ICL7107各管腳功能：V＋和V分別為電源的正極和負(fù)極；A1G1,A2G2，A3G3：分別為個(gè)位、十位、百位筆畫的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，依次接個(gè)位、十位、百位LED顯示器的相應(yīng)筆畫電極。⑧ 芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。④ 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)極性顯示功能。ICL7107將高精度、通用性和真正的低成本很好地結(jié)合在一起，它有低于10μV的自動(dòng)校零功能，零漂小于1μV/oC，低于10pA的輸入電流，極性轉(zhuǎn)換誤差小于一個(gè)字。另外雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器較強(qiáng)的抗干擾能力，和精確的差分輸入，低廉的價(jià)格使其成為一種不錯(cuò)的選擇。只要干擾電壓的平均值為零，對(duì)輸出就不產(chǎn)生影響。方案二：雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器：如：ICL713ICL7109等。逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換，一般具有采樣/保持功能。由上面對(duì)傳感器量程和精度的分析可知,A/D轉(zhuǎn)換器誤差應(yīng)在以下。通常是1 個(gè)或半個(gè)最小數(shù)字量的模擬變化量，表示為1LSB、1/2LSB。 A/D轉(zhuǎn)換模塊 A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)：(1) 分辨率(Resolution)：分辨率是指數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量，定義為滿刻度與2n的比值。40V表2INA126其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示圖7因此直接在8兩管腳間接一電阻便構(gòu)成基本放大電路了，INA126連接的基本電路如圖8所示圖8放大器增益，通過改變的大小來改變放大器的增益。C低輸入偏置電流最大5nA高共模抵制CMR最小120dB低靜態(tài)電流700181。C 至+85176。C和高共模抑制在 G=100時(shí)120dB）其電源電壓低至177。它通用的3運(yùn)放（3op amp）設(shè)計(jì)和體積小巧使其應(yīng)用范圍廣泛。方案三：采用專用儀表放大器，如：INA126，INA121等。
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