【導(dǎo)讀】本文介紹了一種簡易數(shù)字電壓表的設(shè)計。器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、驅(qū)動模塊及顯示模塊。采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量在傳送到數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理則由芯片CD4511來完成，顯示;該系統(tǒng)的數(shù)字電壓表電路簡單，所用的元件較少，成本低，且測量精度和可靠性較高。數(shù)字電壓表出現(xiàn)在50年代初，60年代末發(fā)起來的電壓測量儀表，簡稱DVM。數(shù)字電路技術(shù)的進步，為數(shù)字化儀表的出現(xiàn)提供了條件。飛速發(fā)展，如今，它又成為向智能化儀表發(fā)展的必要橋梁。如今，數(shù)字電壓表已絕大部分取代。因為傳統(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一、精度低，讀數(shù)的時候也。而采用單片機的數(shù)字電壓表由于測量精度高、速度快，讀數(shù)時也非。儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領(lǐng)域，顯示出強大的生命力。量達幾十公斤，體積大。繼之出現(xiàn)了斜波式電壓表，它的速度方面稍有提高，但是準確度低，隨后，在斜波式的基礎(chǔ)上雙引伸出階梯波式，它的唯一的進步是成本降低了，可是準確

　　

【正文】 NMOS 電路或 TTL電路 兼容工作。 CD4511 采用 16 引線雙列直插式封裝，引腳分配和真值表參見圖 2。 使用 CD451l 時應(yīng)注意輸出端不允許短路，應(yīng)用時電路輸出端需外接限流電阻。 顯示電路模塊 這個模塊由 LG5641AH 構(gòu)成 ,將譯碼器輸出的七段信號進行數(shù)字顯示，讀出 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。 LED 數(shù)碼管及引腳圖資料 : 7 段 LED 數(shù)碼管是利用 7個 LED（發(fā)光二極管）外加一個小數(shù)點的 LED 組合而成的顯示設(shè)備，可以顯示0~9 等 10 個數(shù)字和小數(shù)點，使用非常廣泛，它的外觀如下： 14 這類數(shù)碼管可以分為共陽極與共陰極兩種，共陰極是把所有 LED 的陰極連接到共同接點 ，而每個 LED 的陽極分別為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 及 dp（小數(shù)點），如下圖所示。圖中的 8個 LED 分別與上面那個圖中的 A~DP 各段相對應(yīng)，通過控制各個 LED 的亮滅來顯示數(shù)字。 15 那么，實際的數(shù)碼管的引腳是怎樣排列的呢？對于單個數(shù)碼管來說，從它的正面看進去，左下角那個腳為 1 腳，以逆時針方向依次為 1~10 腳，左上角那個腳便是 10 腳了，上面兩個圖中的數(shù)字分別與這 10 個管腳一一對應(yīng)。注意， 3 腳和 8 腳是連通的， 這兩個都是公共腳。 還有一種比較常用的是四位數(shù)碼管，內(nèi)部的四個數(shù)碼管共用 a~dp 這 8 根數(shù)據(jù)線，為人們的使用提供了方便，因為里面有四個數(shù)碼管，所以它有四個公共端，加上 a~dp，共有 12 個引腳，下面便是一個共陰的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（共陽的與之相反）。引腳排列依然是從左下角的那個腳（ 1 腳）開始，以逆時針方向依次為 1~12 腳，下圖中的數(shù)字與之一一對應(yīng)。 16 字位驅(qū)動電路模塊 七路達林頓驅(qū)動器陣列 MC1413 MC1413采用 NPN達林頓復(fù)合晶體管的結(jié)構(gòu)，因此具有很高的電流增益和很高的輸入阻抗，可直接接受 MOS或 CMOS集成電路的輸出信號，并把電壓信號轉(zhuǎn)換成足夠大的電流信號驅(qū)動各種負載．該電路內(nèi)含有 7個集電極開路反相器 (也稱 OC0門 )。 MC1413電路結(jié)構(gòu)和引腳如圖 3所示，它采用 16引腳的雙列直插式封裝。每一驅(qū)動器輸出端均接有一釋放電感負載能量的續(xù)流二極管。 圖 3 MC1413 管腳功能圖及內(nèi)部結(jié) 構(gòu) 17 七、總結(jié) 經(jīng)過一段時間的努力，簡易數(shù)字電壓表基本完成。但設(shè)計中的不足之處仍然存在。這次設(shè)計是我第一次設(shè)計電路，并用 Multisim實現(xiàn)了仿真。在這過程中，我對電路設(shè)計， Multisim的使用等都有了新的認識。通過這次設(shè)計學會了 Multisim軟件的使用方法，掌握了從系統(tǒng)的需要、方案的設(shè)計、功能模塊的劃分、原理圖的設(shè)計和電路圖的仿真的設(shè)計流程，積累了不少經(jīng)驗。 數(shù)字電壓表使用性強、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、外接元件少。在實際應(yīng)用工作應(yīng) 用 好，測量電壓準確，精度高。系統(tǒng)功能、指標達到了課 程 的預(yù)期要求、系 統(tǒng)在硬件設(shè)計上充分考慮了可擴展性，經(jīng)過一定的改造，可以增加功能。本文設(shè)計主要實現(xiàn)了簡易數(shù)字電壓表測量一路電壓的功能，詳細說明了從原理圖的設(shè)計、電路圖的仿真再到軟件的調(diào)試。 通過本次設(shè)計，我對 電子工藝設(shè)計 這門課有了進一步的了解。無論是在硬件連接方面還是在 仿真軟件方面。設(shè)計中還用到了模 /數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 MC14433，通過這次設(shè)計，對它的工作原理有了更深的理解。在調(diào)試過程中遇到很多問題，硬件上的理論知識學得不夠扎實，對電路的仿真方面也不夠熟練?？傊@次電路的設(shè)計和仿真，基本上達到了設(shè)計的功能要求。在以后的實踐中， 我將繼續(xù)努力學習電路設(shè)計方面的理論知識，并理論聯(lián)系實際，爭取在電路設(shè)計方面能有所提升 18 參考文獻 [1] 朱定華．《電子技術(shù)工藝基礎(chǔ)》．清華大學出版社． 2020年 8月 [2] 張立毅．《電子工藝學教程》．北京大學出版社． 2020年 8月 [3] 胡斌．《圖表細說電子元器件》．電子工業(yè)出版社． 2020年 6月 [4] 畢滿清．電子工藝實習教程．國防工業(yè)出版社． [5] [6] [7] 《電子工藝技術(shù)》 等相關(guān)雜志 19 附錄： 元器件明細表 MCl4433 1片 MC4511 1片 MC1413 1片 MCl403 1片 4位七段顯示器 1片 電位器 1 kΩ 1個 電容 F 2個 導(dǎo)線若干 電阻 100Ω 7個 電阻 470 kΩ 2個 電阻 680Ω 2個 儀器設(shè)備清單 電源 (+5V,5V,0V) 1臺 函數(shù)發(fā)生器 (05V) 1臺 系統(tǒng)使用說明 外加電源 +5V， — 5V， 0V 20 測量范圍 0V~ 注意事項： ，直到?jīng)]問題再接電調(diào)試。 ，檢查是否完全正確，直到完全正確后再通電檢查器件。 ，確保沒問題再慢慢增大，但一定不要超出量程。 4有問題要仔細檢查，及時反思總結(jié)，沒問題的要爭取想出優(yōu)化方案。 電路圖圖紙