三位半数字万用表设计.doc

建筑工程学院课程设计报告课程名称:电子技术综合课程设计题目名称:3位半数字万用表设计学院:电气工程学院专业:电子信息工程班级:电子132学号:2013315202学生:天明指导教师:建新职称:高级实验师成绩:2015年7月12日一、摘要万用表结构简单、便于携带、使用方便、用途多样、量程围广。它是维修电子设备和调试电路的重要工具,是电子工程技术人员最常用的一种测量仪表。设计目的是培养独立思考和创新意识,以及动手调试组装能力和分析解决问题的能力。通过对mc14433的设计,检验对基础知识的掌握程度。二、关键字1、三位半A/D转换器MC14433在数字仪表中,MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A、D转换器。和其它典型的双积分A/D转换器类似,MC14433A/D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路组成。如果必要设计应用者可参考相关参考书。使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片RC振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半的A/D转换。MC14433部模拟电路实现了如下功能:(1)提高A/D转换器的输入阻抗,使输入阻抗可达l00M僖陨希唬?2)和外接的RI、CI构成一个积分放大器,完成V/T转换即电压-时间的转换;(3)构造了电压比较器,完成“0”电平检出,将输入电压与零电压进行比较,根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”。比较器的输出用作部数字控制电路的一个判别信号;(4)与外接电容器C0构成自动调零电路。图1MC14433原理框图除“模拟电路”以外,MC14433部含有四位十进制计数器,对反积分时间进行3位半BCD码计数(0~1999),并锁存于三位半十进制代码数据寄存器,在控制逻辑和实时取数信号(DU)作用下,实现A/D转换结果的锁定和存储。借助于多路选择开关,从高位到低位逐位输出BCD码Q0~Q3,并输出相应位的多路选通脉冲标志信号DS1~DS4实现三位半数码的扫描方式(多路调制方式)输出。MC14433部的控制逻辑是A/D转换的指挥中心,它统一控制各部分电路的工作。根据比较器的输出极性接通电子模拟开关,完成A/D转换各个阶段的开关转换,产生定时转换信号以及过量程等功能标志信号。在对基准电压VREF进行积分时,控制逻辑令4位计数器开始计数,完成A/D转换。 MC14433部具有时钟发生器,它通过外接电阻构成的反馈,井利用部电容形成振荡,产生节拍时钟脉冲,使电路统一动作,这是一种施密特触发式正反馈RC多谐振荡器,一般外接电阻为360k偈保竦雌德饰?100kHz;当外接电阻为470k偈保竦雌德试蛭?66kHz,当外接电阻为750k偈保竦雌德饰?50kHz。若采用外时钟频率。则不要外接电阻,时钟频率信号从CPI(10脚)端输入,时钟脉冲CP信号可从CPO(原文资料为CLKO)(11脚)处获得。MC14433部可实现极性检测,用于显示输入电压UX的正负极性;而它的过载指示(溢出)的功能是当输入电压Vx超出量程围时,输出过量程标志OR(低有效)。 MC14433是双斜率双积分A/D转换器,采用电压-时间间隔(V/T)方式,通过先后对被测模拟量电压UX和基准电压VREF的两次积分,将输入的被测电压转换成与其平均值成正比的时间间隔,用计数器测出这个时间间隔对应的脉冲数目,即可得到被测电压的数字值。双积分过程可以做如下概要理解: 首先对被测电压UX进行固定时间T1、固定斜率的积分,其中T1=4000Tcp。显然,不同的输入电压积分的结果不同(不妨理解为输出曲线的高度不同)。然后再以固定电压VREF以及由RI,CI所决定的积分常数按照固定斜率反向积分直至积分器输出归零,显然对于上述一次积分过程形成的不同电压而言,这一次的积分时间必然不同。于是对第二次积分过程历经的时间用时钟脉冲计数,则该数N就是被测电压对应的数字量。由此实现了A/D转换。积分电阻电容的选择应根据实际条件而定。MC14433A/D转换周期约需16000个时钟脉冲数,若时钟频率为48kHz,则每秒可转换3次,若时钟频率为86kHz,则每秒可转换4次。C14433采用24引线双列直插式封装,外引线排列,参考右图的引脚标注,各主要引脚功能说明如下:¯超量程14EOCA/D转换结束标志13VSS地U+积分元件自动调零电容实时输出控制端时钟脉冲输入端时钟脉冲输出端负电源BCD码输出图2MC14433引脚(1)端:VAG,模拟地,是高阻输入端,作为输入被测电压UX和