三位半数字电压表.docx

(1)数字电压表原理框图如下:
方案1的原理框图如图a所示;
方案2的原理框图如图b所示;
方案3的原理框图如图c所示。
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
字位驱
动电路
量程选择
图a
直流稳压
电压转化芯片INC7107
显示电路
图b
直流稳压
AT89S52
主控系统
显示模块
A/D转换模块
量程选择模块
图c
鉴于选用方案一,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.
各个模块设计如下:
量程转换模块
Output
采用多量程选择的分压电阻网络,可设计四个分压电阻大小分别为900KΩ,90KΩ,9KΩ和1KΩ。用无触点模拟开关实现量程的切换。
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.
3 1/2位A/D电路模块

直流数字电压表的核心器件是一个间接型A / D转换器,这个模块由MC14433和积分元件构成,将输入的模拟信号转换成数字信号。
字形译码驱动电路模块
这个模块由MC4511构成,将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。
显示电路模块
这个模块由LG5641AH构成,将译码器输出的七段信号进行数字显示,读出A/D 转换结果。(2)实验芯片简介:
数字显示电压表将被测模拟量转换为数字量,并进行实时数字显示。该系统(如图1 所示)可采用MC14433—三位半A/D 转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、CD4511 BCD到七段锁存-译码-驱动器、能隙基准电源MC1403和共阴极LED发光数码管组成。本系统是三位半数字电压表,三位半是指十进制数0000~1999。所谓3位是指个位、十位、百位,其数字范围均为0~9,而所谓半位是指千位数,它不能从0变化到9,而只能由0变到l,即二值状态,所以称为半位。
各部分的功能如下:
三位半A/D转换器(MC14433):将输入的模拟信号转换成数字信号。
基准电源(MC1403):提供精密电压,供A/D 转换器作参考电压。
译码器(MC4511):将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。
驱动器(MC1413):驱动显示器的a,b,c,d,e,f,g七个发光段,驱动发光数码管(LED)进行显示。
显示器:将译码器输出的七段信号进行数字显示,读出A/D转换结果。
工作过程如下:
  三位半数字电压表通过位选信号DS1~DS4进行动态扫描显示,由于MC14433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UX>0;Q2的电平为0,表示极性为负,即UX<0。显示数的负号(负电压)由MC1413中的一只晶体管控制,符号位的“-’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“-”(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“-”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。
当Q3=0,Q0=1时,表示Ux处于过量程状态;
当Q3=1,Q0=1时,表示Ux处于欠量程状态。
当= 0 时,|UX|>1999,则溢出。|UX|>UR则输出低电平。
当= 1时,表示|UX|<UR 。平时OR输出为高电平,表示被测量在量程内。
MC14433的端与MC45