基于icl7107数字电压表的仿真设计系统毕业设计论文)word格式

基于icl7107数字电压表的仿真设计系统毕业设计论文)word格式内容摘要：

输出端，接积分电阻 RINT。 INT 为积分器输出端，按积分电容 CINT。 需要说明，ICL7106 的数字地（ GND）并未引出，但 可将测试端（ TEST）视为数字地，该端电位近似等于电源电压的一半。 ICL7107 的工作原理 ICL7107 内部包括模拟电路和数字电路两大部分，二者是互相联系的。 一方面由控制逻辑产生控制信号，按规定时序将多路模拟开关接通或断开，保证 A/D 转换正常进行；另 一方面模拟电路中的比较器输出信号又控制着数字电路的工作状态和显示结果。 下面介绍各部分的工作原理。 （ 1）模拟电路 模拟电路由双积分式 A/D 转换器构成，电路如图 2 所示。 主要包括 图 2 ICL7107 的模拟电路 源（ E0）、缓冲器（ A1）、积分器（ A2）、比较器（ A3）和模拟开关等组成。 缓冲器 A4专门用来提高 COM端带负载的能力，可谓设计数字多用表的电阻挡、二极管挡和 hFE挡提供便利条件。 这种转换器具有转换准确度高、抗串模干扰能力强、电 路简单、成本低等优点，适合做低速模／数转换。 每个转换周期分三个阶段进行：自动调零（ AZ）、正向积分（ INT）、反向积分（ DE），并按照 AZ→ INT→ DE→ AZ„的顺序进行循环。 令计数脉冲的周期为 TCP， 6 每个测量周期共需 4000TCP。 其中，正向积分时间固定不变， T1＝ 1000TCP。 仪表显示值 , 将 T1＝ 1000TCP， UREF＝ N＝ 10UIN 或 UIN＝ （ 22） 只要把小数点定在十位上，即可直读结果。 满量程时 N＝ 2020，此时 UM＝ 2UREF＝200mV，仪表显示超量程符号“ 1”。 欲测量 2V以上的直流电压，必须利用精密电阻分压器对 UIN 进行衰减。 积分电阻应采用金属膜电阻，积分电容宜选绝缘性好、介质吸收系数小的聚苯乙烯电容或聚丙烯电容。 为了提高仪表抗串模干扰的能力，正向积分时间（亦称采样时间） T1 应是工频周期的整倍数。 我国采用 50Hz 交流电网，其周期为 20ms，应选 T1＝ n 20（ ms） （ 23） 式中， n＝ 1， 2， 3，„。 例 如取 n＝ 5 时， T1＝ 40ms、 80ms、 100ms，能有效地抑制 50Hz 干扰。 这是因为积分过程有取平均的作用，只要干扰电压的平均值为零，就不影响积分器输出。 但 n 值也不宜过大，以免测量速率太低。 图 3 ICL7107 外围电路 图 （ 2）数字电路 数字电路如图 4 所示。 主要包括 8 个单元：①时钟振荡器；②分频器；③计数器；④锁存器；⑤译码器；⑥异或门相位驱动器；⑦控制逻辑；⑧ LCD显示器。 时钟振荡器由 ICL7106内部反相器 F F2 以及外部阻容元件 R、 C组成。 若取 R＝ 120kΩ， C＝ 100PF，则 f0＝ 40kHz。 f0 经过 4 分频后得到计数频率 fCP＝ 10kHz，即 TCP＝。 此时测量周期 T＝ 16000T0＝4000TCP＝ ，测量速率为 次／秒。 f0 还经过 800 分频， 7 图 4 ICL7107 的数字电路 得到 50Hz 方波电压，接 LCD 的背电极 BP。 LCD 须采用交流驱动方式，当笔段电极 a～ g与背电极 BP 呈等电位时不显示，当二者存在一定的相位差时，液晶才显示。 因此，可将两个频率与幅度相同而相位相反的方波电压，分别加至某个笔段引出端与 BP 端之间，利用二者电位差来驱动该笔段显示。 驱动电路采用异或门。 其特点是当两个输入端的状态相异时 （一个为高电平，另一个为低电平），输出为高电平；反之输出低电平。 （ 3）小数点驱动电路 为了显示小数点，需采用 CD4030 四异或门（或 CD4077 四异或非门），电路如图 5 图 5 小数点驱动电路 所示。 S为小数点选择开关， DP1～ DP3依次为个位、十位、百位的小数点驱动端， LCD的背电极接 BP。 剩下一个异或门还可驱动标志符。 控制逻辑有三个作用：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使 A/D 转 8 换正常进行；第二，判定输入电压极性并控制 LCD的负极性显示；第三，超量程时发出溢出信号使千位显示 1，其余位消隐。 用计数器的输出信号 ABC 控制小数点电路，若最高位到最低位小数点依次用 Dp DpDp3 及 Dp4 表示， 则可写出其真值表，如表 1（ 1 表示点亮）所示。