三位半數(shù)字電壓表課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　3 1/2位數(shù)字電壓表課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　課程名稱：《 電子技術(shù) 》綜合課程設(shè)計(jì)</p><p>　　課程設(shè)計(jì)名： 3位半數(shù)字電壓表 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 電控082 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一

2、、課程設(shè)計(jì)的目的……………………………………………………3</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的題目和要求…………………………………………… 3</p><p>　　三、數(shù)字電壓表基本原理……………………………………………… 3</p><p>　　四、總體方案選擇………………………………………………………3</p><p>　　五、方案比較…

3、…………………………………………………………5</p><p>　　六、可行性分析報(bào)告…………………………………………… 6 </p><p>　　七、單元電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算................................ 8</p><p>　　7.1 量程轉(zhuǎn)換電路 ........................................

4、......8</p><p>　　7.2 交直流轉(zhuǎn)換電路 ............................................8</p><p><b>　　.</b></p><p>　　7.3 整流電路 ..................................................8</p&

5、gt;<p>　　7.4 MC14433引腳圖及其功能......................................9</p><p>　　7.5 CD4511引腳圖及其功能 ......................................10</p><p>　　7.6 數(shù)字顯示器電路（LED）設(shè)計(jì).........................

6、.........11</p><p>　　7.7 電路主要部分及參數(shù)計(jì)算 ....................................11</p><p>　　八、所測(cè)波形圖................................................13</p><p>　　九、元器件........................

7、........................13</p><p>　　十、組裝調(diào)試和心得體會(huì).......................................14</p><p>　　參考文獻(xiàn)..................................................14</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)的目

8、的</b></p><p>　　1. 通過電子技術(shù)的綜合設(shè)計(jì)，熟悉一般電子電路綜合設(shè)計(jì)過程﹑設(shè)計(jì)要求以及應(yīng)完成的工作內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　2．通過設(shè)計(jì)來幫助我們復(fù)習(xí)以前學(xué)過的模電﹑數(shù)電知識(shí)，從而達(dá)到靈活應(yīng)用和理論聯(lián)系實(shí)際的目的。</p><p>　　3．設(shè)計(jì)完成后，將設(shè)計(jì)的電路在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行安裝﹑調(diào)試，鍛煉我們的動(dòng)手和解決實(shí)際問題的能力。&

9、lt;/p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的題目和要求</p><p>　　題目：3 1/2位數(shù)字電壓表</p><p><b>　　具體要求：</b></p><p>　　1：根據(jù)題目:利用所學(xué)過知識(shí)，通過上網(wǎng)或到圖書館查閱資料，設(shè)計(jì)3個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的方案；只要求寫出實(shí)現(xiàn)工作原理，畫出原理功能框圖，描述其功能。</p&g

10、t;<p>　　說明:采用原理、方案、方法不限，可以自行設(shè)計(jì)。</p><p>　　2：其中對(duì)將要實(shí)驗(yàn)方案3 1/2位數(shù)字電壓表方案，須采用中、小規(guī)模集成電路、MC14433A/D轉(zhuǎn)換器等電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，寫出已確定方案詳細(xì)工作原理，計(jì)算出參數(shù)。</p><p><b>　　技術(shù)指標(biāo)：</b></p><p>　　測(cè)量直流電壓1999

11、-0001V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；</p><p>　　測(cè)量交流電壓1999-199V。</p><p>　　3：要求電路能進(jìn)行交直流測(cè)量。</p><p>　　4：將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較與總體設(shè)計(jì)。</p><p>　　5：選出最優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。</p><p>　

12、　6：根據(jù)設(shè)計(jì)過程寫出詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p>　　7：總結(jié)心得體會(huì)完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p>　　8：按時(shí)交上課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p>　　三、數(shù)字電壓表基本原理</p><p>　　數(shù)字電壓表主要由直流數(shù)字電壓表構(gòu)成，它由阻容濾波器、前置放大器、直流轉(zhuǎn)換器AC／DC、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A／D、發(fā)光二極管顯示器LED及保護(hù)

13、電路等組成。      當(dāng)然，由于具體結(jié)構(gòu)的不同，功能的強(qiáng)弱不同，每種表還有其各自復(fù)雜程度不同的特殊附加電路。根據(jù)小組討論，制定了三種方案并選出最優(yōu)，方案如下。</p><p><b>　　四、總體方案選擇</b></p><p>　　方案一：采用MC14433,它是一個(gè)三位半A/D轉(zhuǎn)換器且能進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)字顯

14、示 ；該系統(tǒng)可采用MC14433—三位半A/D 轉(zhuǎn)換器、MC1413七路達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器陣列、CD4511 BCD七段鎖存-譯碼-驅(qū)動(dòng)器、能隙基準(zhǔn)電源MC1403和共陰極LED發(fā)光數(shù)碼管組成。其原理框圖如下圖4.1</p><p>　　方案二：以 AT89C52串行口、74LS164、MC14433組成的顯示電路為主；以及調(diào)檔模塊組成總的設(shè)計(jì)電路；如下圖4.2</p><p>　　方

15、案三：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求我決定本方案采用ADC0809和89C52單片機(jī)，ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，它由一個(gè)8路模擬開工、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器、一個(gè)三態(tài)輸出鎖存組成，多路開關(guān)允許8個(gè)模擬通道，允許模擬量分時(shí)輸入，后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后把數(shù)字量經(jīng)三態(tài)門后傳給單片機(jī)當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才允許三態(tài)門取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。后再經(jīng)顯示器顯示，顯示器由七段數(shù)碼管構(gòu)成。當(dāng)使用本方案時(shí)須對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序下載，因?yàn)楸痉桨笖?shù)據(jù)的采集是由程序在單片機(jī)內(nèi)部計(jì)算

16、再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換完成。量程的轉(zhuǎn)換及多量程、欠量程均由程序控制。本方案框圖如下圖：</p><p><b>　　五、方案比較</b></p><p>　　方案一：本方案主要由MC14433—三位半A/D 轉(zhuǎn)換器、MC1413七路達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器陣列、CD4511 BCD到七段鎖存-譯碼-驅(qū)動(dòng)器、能隙基準(zhǔn)電源MC1403和共陰極LED發(fā)光數(shù)碼管組成，MC1413采用四個(gè)NPN三

17、極管來對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)（將射極連在一起）。較另兩方案比較優(yōu)缺點(diǎn)如下：</p><p>　　優(yōu)點(diǎn):1、MC1413用四個(gè)NPN代替增強(qiáng)了我們對(duì)反相器的理解。2、接線方便，技術(shù)要求不高。3、成本低廉，元件少，穩(wěn)定性強(qiáng)，功耗低。4、是動(dòng)態(tài)掃描。</p><p>　　缺點(diǎn)：采用LED發(fā)光二極管比較費(fèi)電，若能改進(jìn)最好使用LCD液晶屏顯示。但會(huì)增加成本。</p><p>　　方

18、案二：同樣采用集成的MC14433為主要電壓轉(zhuǎn)換模塊；其是利用單片及串行口來進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的且是有程序可以控制的；其還用到了4個(gè)74LS164及7位移位寄存器。較另兩方案比較優(yōu)缺點(diǎn)如下：</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：1、可以實(shí)現(xiàn)液晶顯示能夠大大節(jié)省電量消耗2、由于其是有單片機(jī)來控制的所以可以通過編程來實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜態(tài)顯示；3、維修方便可通過程序的編寫來檢查錯(cuò)誤。4、可以實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)充</p><p&

19、gt;　　缺點(diǎn)：1、采用比較智能的電壓模塊，所以就技術(shù)和制作成本都比較高。2、較方案一接線復(fù)雜。</p><p>　　方案三：本方案因使用單片機(jī)，故在原理與技術(shù)條件上上了一個(gè)層次。信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、顯示是在單片機(jī)內(nèi)部程序的控制下完成的。由于單片機(jī)本身并沒有A/D轉(zhuǎn)換器，所以得外接主次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器ad0809，以利用單片機(jī)的并行口p1.0-p1.7，同時(shí)顯示部分也利用了單片機(jī)的并行口p0.0-p0.7，以外接

20、數(shù)碼管的段選控制。同時(shí)我采用了把數(shù)碼管的各引腳對(duì)應(yīng)的接在了一起，這樣在控制數(shù)碼管的顯示時(shí)我采用循環(huán)掃描，既可以節(jié)省了外圍器件的使用，同時(shí)也節(jié)省了數(shù)碼顯示部分四分之一的電。因?yàn)閱纹瑱C(jī)和A/D0809也是低功耗的器件，所以整個(gè)電路還是很省電的，但是也因?yàn)閱纹瑱C(jī)的使用使萬用表的成本升高了，只一片單片機(jī)就10多元，使用方便但控制受程序限制，非專業(yè)人員不易董。不易實(shí)現(xiàn)它的商品化，因此本方案可實(shí)現(xiàn)不可實(shí)施。</p><p>

21、　　綜上所述: 由于MC14433抗干擾性強(qiáng)輸入阻抗可以達(dá)到>=1000MΩ；轉(zhuǎn)換精度高；自動(dòng)校零；自動(dòng)極性輸出；自動(dòng)量程控制信號(hào)輸出；動(dòng)態(tài)字位掃描BCD碼輸出；單基準(zhǔn)電壓；我們小組采用了方案一。</p><p><b>　　六、可行性分析報(bào)告</b></p><p>　?。ㄒ唬㈦娐饭δ軐?shí)現(xiàn)</p><p>　　MC14433是3 1/

22、2位雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，由緩沖器A1、積分器A2、比較器A3、積分電阻R1、積分電容C1、自動(dòng)調(diào)零電容C0、以及模擬開關(guān)S1—S4所組成。在方案一中的電路圖結(jié)構(gòu)中可以看出它是一種多功能芯片，其顯示方式為動(dòng)態(tài)掃描，它有四個(gè)選通輸出端DS1-DS4，高電平有效。當(dāng)DS1=1時(shí)，Q3、Q2、Q1、Q0輸出的BCD碼千位；當(dāng)DS2=1時(shí)，Q3、Q2、Q1、Q0輸出的BCD碼對(duì)應(yīng)于百位，其他以此類推。</p><p>　

23、　MC14433基準(zhǔn)電壓UREF由外電路提供，即由RP電位器提供200mv或2v的基準(zhǔn)電壓。</p><p>　　MC1413用四個(gè)NPN管代替，它有兩個(gè)作用：一是將位選輸出的正方波反相變?yōu)樨?fù)方波以便選入到LED的共陰極；二是增加驅(qū)動(dòng)能力。</p><p>　　MC1403為一能隙基準(zhǔn)電壓源，通過RP可調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓的大小。</p><p>　　整個(gè)電路的基本工作過程

24、如下：</p><p>　　3 1/2數(shù)字電壓表通過位選信號(hào)DS1～DS4進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描顯示，其中MC14433用來實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)數(shù)和控制邏輯等主要功能。由于MC14433電路的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是采用BCD碼多路調(diào)制方法輸出，只要配上一塊譯碼器，就可以將轉(zhuǎn)換結(jié)果一數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)四位數(shù)字的LED發(fā)光數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描。DS1～DS4為輸出多路調(diào)制選通脈沖信號(hào)，DS選通脈沖為高電平則表示對(duì)應(yīng)數(shù)位被選通，此時(shí)，該位數(shù)據(jù)在Q3

25、～Q3端輸出。DS和EOC時(shí)序關(guān)系是在EOC脈沖結(jié)束之后，緊接著是DS1輸出正脈沖，以下依次是DS2、DS3、DS4，其中DS1對(duì)應(yīng)高位（MSD）DS4對(duì)應(yīng)低位（LSD）。對(duì)應(yīng)位選通期間，Q0～Q3輸出以BCD碼形式數(shù)據(jù)，DS1選通期間Q0～Q3輸出千位的半位數(shù)0或1及過量程、欠量程和極性標(biāo)志信號(hào)。</p><p>　　Q3表示千位，Q3=‘0’代表千位數(shù)的數(shù)字顯示為1，Q3=‘1’代表千位數(shù)的數(shù)字顯示為0即最高

26、位消隱，可以認(rèn)為是最高位因出現(xiàn)無效零而自動(dòng)消隱；</p><p>　　Q2表示被測(cè)電壓的極性，Q2的電平為1，表示極性為正，即VX>0，Q2的電平為0，表示極性為負(fù)，即VX<0。顯示數(shù)的負(fù)號(hào)由MC1413中的一只晶體管控制，符號(hào)位的‘—’陰極與千位數(shù)陰極接在一起，通過限流電阻RM使顯示器的‘—’（即g段）點(diǎn)亮；當(dāng)輸入VX為正電壓時(shí)，Q2輸出為‘1’，符號(hào)控制位使達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通，電阻RM接地，使‘—’

27、旁路而熄滅。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案原理圖</b></p><p>　　雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的原理：</p><p>　　雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器是一種間接A/D轉(zhuǎn)換器，它首先將輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成正比的時(shí)間寬度信號(hào)，然后在這個(gè)時(shí)間寬度里對(duì)固定頻率的時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)的結(jié)果就是正比于輸入模擬電壓的數(shù)字信號(hào)。它包含積分器、比較

28、器、計(jì)數(shù)器、、控制邏輯和時(shí)鐘信號(hào)源幾個(gè)組成部分。</p><p>　?。ǘ╇p積分轉(zhuǎn)換器的工作過程和其特點(diǎn)</p><p>　　轉(zhuǎn)換開始前（轉(zhuǎn)換控制信號(hào)VL=0）先將計(jì)數(shù)器清零，并接通開關(guān)S0，使積分電容C完全放電。</p><p>　　VL=1時(shí)開始轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換操作分兩步進(jìn)行：</p><p>　　第一步，令開關(guān)S1合到輸入信號(hào)電壓V1一側(cè)，

29、積分器對(duì)V1進(jìn)行固定時(shí)間T1的積分。積分結(jié)束時(shí)積分器的輸出電壓為</p><p>　　V0=1/C ∫-T1/R dt(0—T1)=-T1/(RC)V1</p><p>　　上式說明，在T1固定的條件下積分器的輸出電壓V0與輸入電壓V1成正比。</p><p>　　第二步，另開關(guān)S1轉(zhuǎn)接至參考電壓（或稱為基準(zhǔn)電壓）-VREF一側(cè)，積分器向相反方向積分。如果積分器的輸

30、出電壓上升到零時(shí)所經(jīng)過的積分時(shí)間為T2，可得</p><p>　　V0=1/C∫VREF/R dt(0—T2)-T1/(RC)V1=0</p><p>　　T2/(RC)VREF=T1/(RC)V1</p><p><b>　　故得到：</b></p><p>　　T2=T1/VREF*V1</p><

31、;p>　　可見,反向積分到V0=0的這段時(shí)間T2與輸入信號(hào)V1成正比。另計(jì)數(shù)器在T2這段時(shí)間里對(duì)固定頻率為fc（fc=1/Tc）的時(shí)鐘脈沖CLK計(jì)數(shù)，則計(jì)數(shù)結(jié)果也一定與V1成正比，即：</p><p>　　D=T2/Tc=T1/(TcVREF)V1</p><p>　　上式中的D為表示計(jì)數(shù)結(jié)果的數(shù)字量。若取T1為Tc的整數(shù)倍，即T1=NTc,即上式可化為D=NV1/VREF.<

32、/p><p>　　轉(zhuǎn)換開始前，由于轉(zhuǎn)換控制信號(hào)V1=0，因而計(jì)數(shù)器和附加觸發(fā)器均被置0，同時(shí)開關(guān)So閉合，使積分電容C充分放電。</p><p>　　當(dāng)Vl=1以后，轉(zhuǎn)換開始，So斷開、S1接到輸入信號(hào)V1一側(cè)，積分器開始對(duì)V1積分。因?yàn)榉e分過程中積分器的輸出為負(fù)電壓，所以比較器輸出為高電壓，將門G打開，計(jì)數(shù)器對(duì)Vg端的脈沖計(jì)數(shù)。</p><p>　　雙積分型A/D轉(zhuǎn)換

33、器最突出的優(yōu)點(diǎn)是工作性能比較穩(wěn)定。由于轉(zhuǎn)換過程中先后進(jìn)行了兩次積分，只要在這兩次積分期間R、C的參數(shù)相同，則轉(zhuǎn)換結(jié)果與R、C的參數(shù)無關(guān)。</p><p>　　雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)。因?yàn)檗D(zhuǎn)換器的輸入端使用了積分器，所以對(duì)平均值為零的各種噪聲有很強(qiáng)的抑制能力。在積分時(shí)間等于交流電網(wǎng)電壓周期的整數(shù)倍時(shí)，能有效的抑制來自電網(wǎng)的工頻干擾。</p><p>　　雙積分型A/D

34、轉(zhuǎn)換器的主要缺點(diǎn)是工作速度低。每完成一次轉(zhuǎn)換的時(shí)間應(yīng)取在 2 T1以上，即不應(yīng)小于2的n+1次方倍的Tc。若再加上轉(zhuǎn)換前的準(zhǔn)備時(shí)間（積分電容放電及計(jì)數(shù)器復(fù)位所需要的時(shí)間）和輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果的時(shí)間，則每完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間還要長(zhǎng)一些。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換速度一般都在每秒幾十次以內(nèi)。</p><p><b>　　七、單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　7.1量程

35、轉(zhuǎn)換電路：數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求量程為：</p><p>　　0.001～1.999V,0.01～19.99V,0.1～199.9V,0～1999V選MC14433的基準(zhǔn)電壓為2V,則其量程為0.001～1.999V , 所以其他量程分別×10 ×100 ×1000檔位。</p><p>　　電路如圖用4個(gè)電阻串聯(lián)進(jìn)行分壓，電阻為R1=9M,R2=900K,R3

36、=90K,R4=10K,使進(jìn)入MC14433電壓均小于2V</p><p>　　20(R2+R3+R4)/(R1+R2+R3+R4) =2</p><p>　　200(R3+R4)/ (R1+R2+R3+R4)=2</p><p>　　2000R4/ (R1+R2+R3+R4)=2</p><p><b>　　取R4=10KΩ<

37、;/b></p><p>　　則R1=9MΩ R2=900KΩ R3=90KΩ</p><p>　　7.2交直流轉(zhuǎn)換電路：</p><p>　　1、由于采用AN886購(gòu)買不方便，而使用整流橋只能把它轉(zhuǎn)換成半正弦的直流信號(hào)；所以我小組采用了用運(yùn)放LM324來組成交變直流電路，電路如下圖：首先實(shí)現(xiàn)交流向直流轉(zhuǎn)變，第一個(gè)LM324把輸入的正弦電流、電壓濾為半波，

38、及把交流轉(zhuǎn)變?yōu)槠骄担挥忠驗(yàn)檎倚徒涣鞯钠骄禐榱?；所以第二個(gè)LM324便可把平均值轉(zhuǎn)變成有效值。</p><p><b>　　2、參數(shù)計(jì)算：</b></p><p>　　因?yàn)樵撃K整體思路是交流電壓Uin轉(zhuǎn)換成平均值Uav；然后再放大使平均值Uav大小等于有效值；Vav的輸入電阻為20KΩ，Uav=0.318Um；U=1/1.414=0.707 Um;AV= U/U

39、av=2.22;所以放大電阻之和R為44.4KΩ；因?yàn)楣潭娮鑂21=39Ω；所以Rw=5.4KΩ。</p><p>　　7.3整流電路：電路為單向橋式整流電路，適用于大電壓的整流，所以采用此電路。整流后需在經(jīng)放大電路得到合適電壓。</p><p><b>　　圖7.3整流電路</b></p><p>　　7.4 MC14433引腳圖及其功能M

40、C14433采用24腳雙列直插式封裝（DIP——40）管腳排列如下圖：</p><p>　　MC14433引腳功能：</p><p>　　1、（1-VAG）模擬地，為高科技組輸入端，被測(cè)電壓和基準(zhǔn)電壓的接入地。</p><p>　　2、（2-VR）基準(zhǔn)電壓，此引腳為外接基準(zhǔn)電壓的輸入端。MC14433只要一個(gè)基準(zhǔn)電壓即可測(cè)量正負(fù)極性的電壓，此外VR端只要加上一個(gè)大于

41、5個(gè)時(shí)鐘周期的負(fù)脈沖就能夠復(fù)位至轉(zhuǎn)換周期的起始點(diǎn)。</p><p>　　3、（3-VX）被測(cè)電壓的輸入端，MC14433屬于雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，因而被測(cè)電壓與基準(zhǔn)電壓有以下關(guān)系：輸出讀數(shù)=VX/VR×1999,因此滿量程的VX=VR，當(dāng)滿量程選為1.999V，VR可取2.000V；當(dāng)滿量程為199.9mV時(shí)，VR可取200.0mV，在實(shí)際的應(yīng)用電路中根據(jù)需要，VR值可在200.0mV—2.000V之間

42、選取。</p><p>　　4、（4-R1,5-R1/C1,6-C1）外接積分元件。</p><p>　　5、（7-C01,8-C02）外接失調(diào)補(bǔ)償電容端，電容一般也選0.1uf聚酯薄膜電容即可。</p><p>　　6、（9-DU）更新顯示控制端，此引腳用來控制轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出。若在積分器反向積分周期之前，DU端輸入一個(gè)正跳變脈沖，該轉(zhuǎn)換周期所得的結(jié)果將被送入輸出鎖

43、存器，經(jīng)多路開關(guān)選擇后輸出，否則繼續(xù)輸出上一個(gè)轉(zhuǎn)換周期所測(cè)量的數(shù)據(jù)。這個(gè)作用可用于保存測(cè)量數(shù)據(jù)，若不需要保存數(shù)據(jù)而是直接輸出測(cè)量數(shù)據(jù)，將DU端與EOC端引腳直接斷接。</p><p>　　7、（10-CL1,11-CL0）時(shí)鐘外接元件端，MC14433內(nèi)置了時(shí)鐘振蕩器，對(duì)時(shí)鐘頻率要求不高的場(chǎng)合，可選擇一個(gè)電阻即可設(shè)定時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘頻率為66KHZ時(shí)，外接電阻取300千歐即可。</p><p&g

44、t;　　8、（12-VEE）負(fù)電源端此引腳的電流約為0.8mA。</p><p>　　9、（13-VSS）數(shù)字電路的負(fù)電源引腳，VSS的工作電壓范圍為-5V≥VSS≥VEE。</p><p>　　10、（15-OR（負(fù)））過量程標(biāo)志位當(dāng)|VX|＞VREF時(shí)，OR（負(fù)）輸出為低電平。</p><p>　　11、（16-DS4,17-DS3,18-DS2,19-DS1）

45、多路選通脈沖輸出端。DS1、DS2、DS3、DS4分別對(duì)應(yīng)千位、百位、十位、個(gè)位選通信號(hào)，當(dāng)某一位DS信號(hào)有效（高電平）時(shí)，所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)從Q0、Q1、Q2、Q3輸出。</p><p>　　12、（14-EOC）轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位。</p><p>　　13、（20-Q0,21-Q1,22-Q2,23-Q3）BCD碼數(shù)據(jù)輸出端。</p><p>　　14、（24-VD

46、D）正電源電壓端。</p><p>　　7.5 CD4511引腳圖及功能</p><p>　　圖7.5CD4511引腳圖</p><p><b>　　其功能介紹如下：</b></p><p>　　1）VDD,VSS為正負(fù)電源端,電源電壓范圍為3~18V通常取5V</p><p>　　2）A,B,C

47、,D:BCD碼輸入端，A為最低位</p><p>　　3）a、b、c、d、e、f、g:七段譯碼輸出（高電平有效）可驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。</p><p>　　4）LT為燈測(cè)試端，只要LT=0無論其它輸入端狀態(tài)如何LED顯示為 8，各筆段都被點(diǎn)亮，由此檢測(cè)數(shù)碼管是否故障，正常工作時(shí)應(yīng)為高電平。</p><p>　　5）BI為消隱功能端只要BI=0且LT=1，LED滅

48、燈達(dá)到消隱目的，正常工作應(yīng)置BI端為高電平。另外CD4511有拒絕偽碼的特點(diǎn)，輸入數(shù)據(jù)超過十進(jìn)制數(shù)9（1001）時(shí)顯示字形也自行消隱。</p><p>　　6）LE鎖存信號(hào)：當(dāng)LE=1且BI=LT=1時(shí)，則鎖存輸出信號(hào)LED保持前一時(shí)刻的狀態(tài)不變，新的數(shù)據(jù)不能反應(yīng)到LED上，利用此端可避免計(jì)數(shù)過程的跳數(shù)現(xiàn)象。若不用LED，應(yīng)使其置為低電平。</p><p>　　7.6數(shù)字顯示器電路（LED

49、）設(shè)計(jì)</p><p>　　LED數(shù)碼管式由發(fā)光二極管構(gòu)成的.將條狀發(fā)光二極管按照共陰極的方法連接,組成“8”字，再把發(fā)光二極管另一電極作筆段電極，就構(gòu)成了LED數(shù)碼管。若按規(guī)定使某些筆段上的發(fā)光二極管發(fā)光，就能顯示0~9的數(shù)字了。具有：體積小、功耗低、耐震動(dòng)、壽命長(zhǎng)亮度高能與TTL、CMOS電路兼容等特點(diǎn)</p><p><b>　　其引腳排列如下：</b><

50、/p><p>　　7.7電路主要部分及參數(shù)計(jì)算</p><p>　　本方案中將MC14433,CD4511以及七段譯碼顯示器和四個(gè)NPN連接組成主要部分。</p><p><b>　　參數(shù)計(jì)算：</b></p><p>　　1、因?yàn)椴捎檬?V量程我們用到的是66KHZ所以CP1與CP2之間接是470KΩ; R1、R1/ C1

51、、C1之間分別接的是470KΩ和0.1μF；</p><p>　　2、 C01和C02通常接的是0.1μF; </p><p>　　3、VAG：模擬接地端</p><p>　　4、由于采用的是動(dòng)態(tài)掃描，所以DU和EOC是短路的；及每一次轉(zhuǎn)換結(jié)果都將被輸出。</p><p>　　5、VSS：負(fù)電源端。</p><p>　

52、　6、VEE：負(fù)電源端，是整個(gè)電路最負(fù)端，該端流過電流一般不超過0.8MA，所以一般電流都流向VSS端。</p><p>　　7 、OR ：過量程標(biāo)志輸出端，當(dāng)|UX|>VREF 時(shí)，OR輸出低電平，正常量程OR為高電平。故此端接CD4511的片選端及BI端。</p><p>　　8、DS4～DS1：分別是多路調(diào)制選通脈沖信號(hào)個(gè)位、十位、百位和千位輸出端，當(dāng)DS端輸出高電平時(shí)，表示此

53、刻Q?！玅3 輸出的BCD 代碼是該對(duì)應(yīng)位上的數(shù)據(jù)。</p><p>　　9、Q0-Q3：分別是A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)輸出BCD代碼的最低位(LSB)、次低位、次高位和最高位輸出端。</p><p>　　10、電阻選定：由于數(shù)碼管有七個(gè)發(fā)光二極管組成，且三極管飽和是VBE=VCE;所以為保護(hù)數(shù)碼管不被擊穿且亮度在適當(dāng)范圍所以R5~R11=（5-0.7-0.7）/1*1000=360Ω;取30

54、0Ω；</p><p>　　八、所測(cè)波形圖（如下圖）</p><p>　　九、元器件（見表8.1）</p><p>　　三極管PNP, 穩(wěn)壓管2.2V, 二極管1N4001, 運(yùn)放LM324,三極管NPN, 數(shù)碼管八段, BCD譯碼器CD4511, 三位半A/D轉(zhuǎn)器MC14433,撥檔開關(guān), 極性電容(10μf)，電容0.1μf,100μf,47μf</p&g

55、t;<p><b>　　表8.1</b></p><p>　　注：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室無驅(qū)動(dòng)器M1413，故用三極管（NPN型）代替，而且還需要三極管PNP一個(gè)用作測(cè)量電阻電路。AC/DC，測(cè)量電阻，電容電路共需要6個(gè)運(yùn)放器，以及導(dǎo)線若干。</p><p>　　十、組裝調(diào)試和心得體會(huì)</p><p>　　經(jīng)過兩周的查找資料，終于得到最后的實(shí)

56、驗(yàn)圖。但是卻在實(shí)施電路時(shí)遇到了許多問題，以下是我在這次設(shè)計(jì)中的體會(huì)。</p><p>　　首先，為了防止因?yàn)榫€不通導(dǎo)致失敗，我們先進(jìn)行測(cè)線。由于實(shí)驗(yàn)室新到了一批線，測(cè)試過程很輕松。然后我們按照原理圖接線，我們六人分工合作，按照?qǐng)D紙進(jìn)行接線，進(jìn)程還比較順利。</p><p>　　接線進(jìn)行到對(duì)三極管進(jìn)行連接時(shí)遇到了問題，一開始我們沒有注意到它是NPN還是PNP型,導(dǎo)致了誤接，所以一開始數(shù)碼管沒

57、有全部顯示。</p><p>　　經(jīng)過我們一次又一次的細(xì)心檢查，終于發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題。之后，經(jīng)過我們的修改，接上電源，數(shù)碼管終于出數(shù)字了，實(shí)驗(yàn)終于順利完成。</p><p>　　接下來是老師的提問，是關(guān)于三極管的問題。由于我對(duì)三級(jí)管的原理比較了解但是對(duì)電路原理不是特別了解，所以沒有很好地回答上老師的問題，只是回答了部分原理，沒有回答全。之后，老師給我們簡(jiǎn)要介紹了三極管和電壓使數(shù)碼管有顯示的原

58、理，我們非常感謝老師。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)是一次很難得的鍛煉機(jī)會(huì)，我第一次使用這么多電子器件來組裝一個(gè)實(shí)際電路，雖然接線比較復(fù)雜，很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。但我們還是完成了任務(wù)，動(dòng)手能力和分析解決實(shí)際問題的能力等有比較大的提高?？傊?，此次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　（1）、康華光

59、.電子技術(shù)基礎(chǔ):模擬部分.5版.北京:高等教育出版社,2006 </p><p>　?。?）、閻石.電子技術(shù)基礎(chǔ):數(shù)字部分.5版.北京:高等教育出版社,2006</p><p>　?。?）、高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).2版.北京:電子工業(yè)出版社,2005,341頁(yè) </p><p>　?。?）、沙占友.新型數(shù)字電壓表原理與應(yīng)用.1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2

60、006</p><p>　　（5）、楊剛、周群.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐.1版.北京:電子工業(yè)出版社,2004,337頁(yè) </p><p>　　（6）、林德杰.電氣測(cè)試技術(shù).3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008,276-334頁(yè)</p><p>　?。?）、沙占友.新型數(shù)字多用表實(shí)用大全.1版.北京:電子工業(yè)出版社,1996,19頁(yè),273頁(yè)</p>&