简易数字电压表设计报告

简易数字电压表设计报告内容摘要：

过位选信号 DS1～ DS4 进行动态扫描显示，由于 MCl4433 电路的 A／ D 转换结果是采用 BCD 码多路调制方法输出，只要配上一块译码器，就可以将转换结果以数字方式实现四位数字的 LED 发光数码管动态扫描显示。 DS1～ DS4 输出多路调制选通脉冲信号。 DS 选通脉冲为高电平时表示对应的数位被选通，此时该位数据在 Q0～ Q3 端输出。 每个 DS 选通脉冲高电平宽度为 18 个时钟脉冲周期，两个相邻选通脉冲之间间隔 2 个时钟脉冲周期。 DS 和 EOC 的时序关系是在 EOC 脉冲结束后，紧接着是 DS1 输出正脉冲。 以下依次为 DS2， DS3 和 DS4。 其中 DS1 对应最高位 (MSD)， DS4 则对应最低位 (LSD)。 在对应 DS2， DS3 和 DS4 选通期间， Q0～ Q3 输出 BCD 全位数据，即以 8421 码方式输出对应的数字 0～ 9．在 DS1 选通期间， Q0～ Q3 输出千位的半位数 0 或 l 及过量程、欠量程和极性标志信号。 在位选信号 DS1 选通期间 Q0～ Q3 的输出内容如下： Q3 表示千位数， Q3=0 代表千位数的数宇显示为 1， Q3=1 代表千位数的数字显示为 0。 Q2 表示被测电压的极性， Q2 的电平为 1，表示极性为正，即 UX0， Q2 的电平为 0，表示极性为负，即 UX0。 显示数的负号 (负电压 )由 MCl413 中的一只晶体管控制，符号位的“一’阴极与千位数阴极接在一起，当输入信号 UX 为负电压时， Q2 端输出置“ 0”， Q2 负号控制位使得驱动器不工作，通过限流电阻 RM 使显示器的“一” (即 g 段 )点亮；当输入信号 UX 为正电压时， Q2 端输出置“ 1”，负号控制位使达林顿驱动器导通，电阻 RM 接地，使“一”旁路而熄灭。 小数点显示是由正电源通过限流电阻 RDP 供电燃亮小数点。 若量程不同则选通对应的小数点。 过量程是当输入电压 UX 超过量程范围时，输出过量程标志信号 OR。 当 Q3=0且 Q0=1时表示 UX 处于过量程状态。 当 Q3=1且 Q0=1时表示 UX 处于欠量程状态。 当 OR 0 时， |UX|1999，则溢出。 X R |U | U 则 OR 输出低电平。 当 OR 1时，表示 R |U X |U。 平时 OR 输出为高电平，表示被测量在量程内。 MCl4433的 OR 端与 MC4511 的消隐端 BI 直接相连，当 UX 超出量程范围时， OR 输出低电平，即 OR 0 → BI 0 ， MC4511 译码器输出全 0，使发光数码管显示数字 熄灭，而负 号和小数点依然发亮 . 7 图 1 1／ 2位数字电压表 五、实验器材 (1) MCl4433 1 片 (5)4位七段显示器 1片 (2) MC4511 1 片 (6)电位器 1 kΩ 1个 (3) MC1413 1 片 (7)电容 F 2个 (4) MCl403 1 片 (8)导线若干 (9)电阻 100Ω * 7 470 kΩ *2 680Ω *2 六、电路设计实施方案 数字电压表原理框图如下 : 8 由数字电压表原理框图可知 ,数字电压表由五个模块构成 ,分别是基准电压模块 , 3 1／ 2 位 A/D 电路模块 ,字形译码驱动电路模块 ,显示电路模块 ,字位驱动电路模块 . 各个模块设计 基准电压模块 这个模块由 MC1403 和电位器构成 , 提供精密电压，供 A／ D 转换器作参考电压 . 芯片 MC1403: 基准电压 积分 RC 元件 3 1／ 2位 A/D电路 字形译码驱动电路 显示电路 LED 字位驱 动电路 9 10 3 1/2 位 A/D 电路模块 器件介绍： MC14433 是美国 Motorola 公司推出的单片 3 1/2 位 A/D 转换器，其中集成了双积分式 A/D 转换器所有的 CMOS 模拟电路和数字电路。 具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的 A/D 转换器，其主要功能特性如下： 精度：读数的177。 %177。 1 字 模拟电压输入量程： 和 两档 转换速率： 225 次 /s 输入阻抗：大于 1000MΩ 电源电压：177。 — 177。 8V 功耗： 8mW（177。 5V 电源电压时，典型值） 采用字位动态扫描 BCD 码输出方式，即千、百、十、个位 BCD 码分时在 Q0— Q3 轮流输出，同时在 DS1— DS4 端输出同步字位选通脉冲，很方便实现 LED 的动态显示。 MC14433 最主要的用。