簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)報(bào)告-資料下載頁(yè)
2025-09-28 09:18本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】本文介紹了一種簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)。器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、驅(qū)動(dòng)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(lái)完成，顯示;該系統(tǒng)的數(shù)字電壓表電路簡(jiǎn)單，所用的元件較少，成本低，且測(cè)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(lái)的電壓測(cè)量?jī)x表，簡(jiǎn)稱(chēng)DVM。數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)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?yàn)閭鹘y(tǒng)的模擬指針式電壓表功能單一、精度低，讀數(shù)的時(shí)候也。而采用單片機(jī)的數(shù)字電壓表由于測(cè)量精度高、速度快，讀數(shù)時(shí)也非。儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。量達(dá)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(zhǔn)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(jìn)步是成本降低了，可是準(zhǔn)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(jiàn)圖 2。 使用 CD451l 時(shí)應(yīng)注意輸出端不允許短路，應(yīng)用時(shí)電路輸出端需外接限流電阻。 顯示電路模塊 這個(gè)模塊由 LG5641AH 構(gòu)成 ,將譯碼器輸出的七段信號(hào)進(jìn)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(gè) LED（發(fā)光二極管）外加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的 LED 組合而成的顯示設(shè)備，可以顯示0~9 等 10 個(gè)數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)，使用非常廣泛，它的外觀如下： 14 這類(lèi)數(shù)碼管可以分為共陽(yáng)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(diǎn) ，而每個(gè) LED 的陽(yáng)極分別為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 及 dp（小數(shù)點(diǎn)），如下圖所示。圖中的 8個(gè) LED 分別與上面那個(gè)圖中的 A~DP 各段相對(duì)應(yīng)，通過(guò)控制各個(gè) LED 的亮滅來(lái)顯示數(shù)字。 15 那么，實(shí)際的數(shù)碼管的引腳是怎樣排列的呢？對(duì)于單個(gè)數(shù)碼管來(lái)說(shuō)，從它的正面看進(jìn)去，左下角那個(gè)腳為 1 腳，以逆時(shí)針?lè)较蛞来螢?1~10 腳，左上角那個(gè)腳便是 10 腳了，上面兩個(gè)圖中的數(shù)字分別與這 10 個(gè)管腳一一對(duì)應(yīng)。注意， 3 腳和 8 腳是連通的， 這兩個(gè)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(gè)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?yàn)槔锩嬗兴膫€(gè)數(shù)碼管，所以它有四個(gè)公共端，加上 a~dp，共有 12 個(gè)引腳，下面便是一個(gè)共陰的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（共陽(yáng)的與之相反）。引腳排列依然是從左下角的那個(gè)腳（ 1 腳）開(kāi)始，以逆時(shí)針?lè)较蛞来螢?1~12 腳，下圖中的數(shù)字與之一一對(duì)應(yīng)。 16 字位驅(qū)動(dòng)電路模塊 七路達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器陣列 MC1413 MC1413采用 NPN達(dá)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(hào)，并把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成足夠大的電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載．該電路內(nèi)含有 7個(gè)集電極開(kāi)路反相器 (也稱(chēng) OC0門(mén) )。 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(dòng)器輸出端均接有一釋放電感負(fù)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(guò)一段時(shí)間的努力，簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表基本完成。但設(shè)計(jì)中的不足之處仍然存在。這次設(shè)計(jì)是我第一次設(shè)計(jì)電路，并用 Multisim實(shí)現(xiàn)了仿真。在這過(guò)程中，我對(duì)電路設(shè)計(jì)， Multisim的使用等都有了新的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)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(jì)、功能模塊的劃分、原理圖的設(shè)計(jì)和電路圖的仿真的設(shè)計(jì)流程，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。 數(shù)字電壓表使用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、外接元件少。在實(shí)際應(yīng)用工作應(yīng) 用 好，測(cè)量電壓準(zhǔn)確，精度高。系統(tǒng)功能、指標(biāo)達(dá)到了課 程 的預(yù)期要求、系 統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了可擴(kuò)展性，經(jīng)過(guò)一定的改造，可以增加功能。本文設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)量一路電壓的功能，詳細(xì)說(shuō)明了從原理圖的設(shè)計(jì)、電路圖的仿真再到軟件的調(diào)試。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì) 電子工藝設(shè)計(jì) 這門(mén)課有了進(jìn)一步的了解。無(wú)論是在硬件連接方面還是在 仿真軟件方面。設(shè)計(jì)中還用到了模 /數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 MC14433，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，對(duì)它的工作原理有了更深的理解。在調(diào)試過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，硬件上的理論知識(shí)學(xué)得不夠扎實(shí)，對(duì)電路的仿真方面也不夠熟練?？傊@次電路的設(shè)計(jì)和仿真，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的功能要求。在以后的實(shí)踐中， 我將繼續(xù)努力學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)，并理論聯(lián)系實(shí)際，爭(zhēng)取在電路設(shè)計(jì)方面能有所提升 18 參考文獻(xiàn) [1] 朱定華．《電子技術(shù)工藝基礎(chǔ)》．清華大學(xué)出版社． 2020年 8月 [2] 張立毅．《電子工藝學(xué)教程》．北京大學(xué)出版社． 2020年 8月 [3] 胡斌．《圖表細(xì)說(shuō)電子元器件》．電子工業(yè)出版社． 2020年 6月 [4] 畢滿(mǎn)清．電子工藝實(shí)習(xí)教程．國(guó)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(xì)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(gè) 電容 F 2個(gè) 導(dǎo)線若干 電阻 100Ω 7個(gè) 電阻 470 kΩ 2個(gè) 電阻 680Ω 2個(gè) 儀器設(shè)備清單 電源 (+5V,5V,0V) 1臺(tái) 函數(shù)發(fā)生器 (05V) 1臺(tái) 系統(tǒng)使用說(shuō)明 外加電源 +5V， — 5V， 0V 20 測(cè)量范圍 0V~ 注意事項(xiàng)： ，直到?jīng)]問(wèn)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(méi)問(wèn)題再慢慢增大，但一定不要超出量程。 4有問(wèn)題要仔細(xì)檢查，及時(shí)反思總結(jié)，沒(méi)問(wèn)題的要爭(zhēng)取想出優(yōu)化方案。 電路圖圖紙
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