數(shù)字電壓表ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 12:13 本頁面
【文章內容簡介】 處理電路 ⑤ 組裝數(shù)字電壓表 (三 )、設計要求 基本要求 : (1).設計指標 測量范圍： 0—， 20—。 用三位半表頭或 4位七段數(shù)碼管顯示測量結果。 二 . 總體方案 ? （一）設計思路 – 1）、首先設計一個量程轉換電路，將不同測量范圍內的電壓信號轉換成 A/D轉換電路所需的標準電壓范圍內。 – 2）、設計一個 A/D轉換電路，實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉換。 – 3）、字形譯碼驅動電路：將 A/D數(shù)字信號經譯碼驅動電路接到七段顯示器上。 – 4）、字位驅動電路：字位信號還須經過驅動電路接到顯示器的公共端。 – 5）、小數(shù)點自動轉換處理電路。 （二 ）、原理框圖 ? ? (1). 量程轉換電路：把被測量的直流電壓量程范圍由 0～ 2V， 擴展成 0 ~20V～ 200V ? (2). A/D轉換器：將 0～ 2V直流電壓信號轉換成數(shù)字量 ? (3). 譯碼顯示驅動器：把 BCD碼 (數(shù)字量 )轉換成 LED對應的字模 。 ? (4). 顯示處理：完成 A/D轉換過程的處理 ， 即顯示 LED小數(shù)點移位處理 ，量程自動切換等 。 ? (5).LED顯示器：顯示測量值 (電壓值 ) 具有自動量程轉換功能的 3又 1/2位數(shù)字電壓表原理圖 三．設計單元電路 3又 1/2位 A/D轉換電路 ? 目前市場上廣泛流傳的單片集成化雙積分 A/D轉換器主要有下列類型： ? 5G14433（國外 MC14433）：它是廉價型 3又 1/2雙積分型 A/D轉換器， 3又 1/2位精度，自校正，自動極性，單參考電壓，動態(tài)位掃描 BCD碼輸出，并有自動量程控制信號輸出，因其價廉，抗干擾性能好，有著廣泛的應用，轉換速度約 110次 /秒。 ? CH7106（ ICL7106/ICL7107/ICL7126系列）： 31/2位精度，具有自校正，自動極性，單參考電壓，靜態(tài)七段碼輸出，可直接驅動 LED顯示器，但沒有專門的小數(shù)點驅動信號和自動量程轉換電路。 ? 考慮實際應用情況，選擇芯片 14433 3又 1/2位雙積分型 A/D轉換器。 ? 1)、 A/D轉換器 (MC14433) ? MC14433A/D轉換器是美國摩托羅拉公司生產的雙積分型 A/D轉換器 。 ? 1） 、 主要性能及特點： ? (1)． 屬于 CMOS大規(guī)模集成電路 。 ? (2)． 轉換準確度為 177。 %。 ? (3)． 具有自動調零和自動極性轉換功能 。 ? (4)． 具有轉換結束和過量程標志 (/OR)。 通過 (/OR)實現(xiàn)量程自動轉換 。 ? (5)． 具有轉換更新控制 。 通過輸出控制端 DU與轉換結束端 EOC連接使 A/D轉換結果更新 ， 處于連續(xù)測量 。 ? (6)． 具有讀數(shù)保持功能 。 ? (7)． 電壓量程范圍分兩檔 0～ 200mV、 0～ 2V。 ? (8)． 功耗低 、 抗干擾能力強 (雙積分型 )。 ? (9)． 轉換速度 3~10次 /s。 ? 2)． MC14433電路結構 ? 主要由模擬電路和數(shù)字電路組成。 模擬部分 主要包括：基準電壓、模擬電壓輸入部分等。模擬電壓輸入量程分為 ?；鶞孰妷簯獮?200mV和 2V。 數(shù)字部分 ：由 BCD碼及輸出鎖存器、邏輯控制、多路開關、極性判別、溢出檢測及時鐘等組成。 MC14433采用動態(tài)掃描 BCD碼輸出方式即千、百、十、個各位 BCD碼輪流地在 Q0~Q3輸出，同時， DS1~DS4端出現(xiàn)同步字位選通。 3)．管腳圖 ? 1 、 VAG：接地端（模擬地） ? VR：基準電壓輸入端（可由 5G1403通過分壓提供 +2V或 200mV基準電壓） ? VX：被測信號輸入端 ? R 5—R1/C 6—C1：外接電阻 R電容 C1端 ? 外接元件典型值：量程為 2V時 C1=， R1=470K ? 量程為 200mV時 C1=， R1=27K ? 7—C0 8—C02：外接失調補償電容 C0端 ? C0= ? 9—DU：轉換更新控制端 ? 10—CLK 11—CLK0：外接振蕩器電阻 RC端 ? RC=470K ? 12—VEE：模擬部分負電源端 ? 13—VSS：公共接地端 ? 14—EOC：轉換周期結束標志 每當轉換周期結束， EOC端輸出一個寬度為 1/2CP的正脈沖 ? 15—/OR：過量程標志 ? 當 |VX|VR時， /OR輸出低電平 ? 24—VDD：正電源端，芯片工作電壓為 +5V、 5V 當 DU—EOC相接時，每次 A/D轉換結果的輸出都被更新，處于連續(xù)自動轉換狀態(tài)。 轉換結果輸出：轉換結果以 BCD碼的形式分時按千、百、十、個位由 Q3—Q0（ 20—23端）送出，相應的選通信號由 DS1—DS3（ 19—16端）提供。每個選通脈沖寬度為 18個時鐘周期，相鄰選通脈沖之間的間隔為 2個時鐘脈沖。 當 DS DS DS4選通期間， Q3—Q0分別輸出三個完整的 BCD碼。 但在 DS1選通期間（ DS1=1），輸出端 Q3—Q0除表示千位數(shù)的 0或 1外，還表示了轉換結果的正負極性、輸入信號是欠量程還是過量程。其規(guī)定如下表所示。 DS1 Q3 Q2 Q1 Q0 輸出結果狀態(tài) 1 1 X X 0 千位數(shù)為 0 1 0 X X 0 千位數(shù)為 1 1 X 1 X 0 輸出結果為正值 1 X 0 X 0 輸出結果為負值 1 0 X X 1 輸入信號過量程 1 1 X X 1 輸入信號欠量程 ? 4） 、 時鐘頻率 fc、 時鐘電阻 Rc ? MC14433是位雙積分 A/D轉換器 ， 結構原理見圖所示： ? ? MC14433時鐘振蕩器由內部反相器 、 時鐘電容 、 及外部時鐘電阻 Rc部反相器 、 時鐘電容 、 及外部時鐘電阻 Rc組成 。
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