課程設(shè)計---數(shù)字電壓表的仿真與設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計題目：數(shù)字電壓表的仿真與設(shè)計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一. 摘要…………………………………………………………………2</p><p>　　二.課程設(shè)計任務(wù)與要求 …………………………………

2、……………………2</p><p>　　2.1設(shè)計目的……………………………………………………………………2</p><p>　　2.2設(shè)計要求……………………………………………………………………2</p><p>　　三.總體設(shè)計思路………………………………………………………3</p><p>　　3.1方案選擇……………………………………

3、………………………………3</p><p>　　3.2系統(tǒng)框圖……………………………………………………………………3</p><p>　　四.課程設(shè)計框圖及工作原理…………………………………………4</p><p>　　4.1 工作原理…………………………………………………………………4</p><p>　　4.2 ICL7107的工作原

4、理……………………………………………………5 4.3 ICL7107 安裝電壓表頭時的一些要點(diǎn)…………………………………8</p><p>　　4.4 關(guān)于多量程電路部分 …………………………………………………10五.電路設(shè)計與仿真……………………………………………………12</p><p>　　六. 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 ……………………………………………13</p&g

5、t;<p>　　6.1調(diào)試儀器 …………………………………………………………………13</p><p>　　6.2 調(diào)試方法…………………………………………………………………13</p><p>　　6.3 測試結(jié)果分析……………………………………………………………13</p><p>　　6.4 硬件實(shí)物圖…………………………………………………………

6、……13</p><p>　　七.元器件清單…………………………………………………………14</p><p>　　八.設(shè)計心得體會………………………………………………………14</p><p>　　九.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………14</p><p><b>　　一. 摘要</b></p&

7、gt;<p>　　數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡稱DVM，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。目前，由各種單片A/D 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的數(shù)字電壓表，已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。與此同時，由DVM擴(kuò)展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術(shù)提高到嶄新水平。本章重點(diǎn)介紹單片A/

8、D 轉(zhuǎn)換器以及由它們構(gòu)成各種新型數(shù)字電壓表的工作原理。</p><p>　　數(shù)字電壓表具有以下九大特點(diǎn)：</p><p>　　1. 顯示清晰直觀，讀數(shù)準(zhǔn)確</p><p><b>　　2. 準(zhǔn)確度高</b></p><p><b>　　3. 分辨率高</b></p><p>

9、<b>　　4. 測量范圍寬</b></p><p><b>　　5. 擴(kuò)展能力強(qiáng)</b></p><p><b>　　6. 測量速率快</b></p><p><b>　　7．輸入阻抗高</b></p><p>　　8. 集成度高，微功耗</p&g

10、t;<p><b>　　9. 抗干擾能力強(qiáng)</b></p><p>　　二.課程設(shè)計任務(wù)與要求</p><p><b>　　2.1、設(shè)計目的</b></p><p>　　1、了解雙積分式A / D轉(zhuǎn)換器的工作原理</p><p>　　2、熟悉A / D轉(zhuǎn)換器ICL7107的性能及其引腳

11、功能</p><p>　　3、掌握用ICL7107構(gòu)成直流數(shù)字電壓表的方法</p><p><b>　　2.2、設(shè)計要求</b></p><p>　　1、設(shè)計一個數(shù)字電壓表電路。</p><p>　　2、測量范圍：直流電壓0V～1.999V，0V～19.99V，0V～199.9V，0V～1999 V。</p>

12、<p>　　3、組裝調(diào)試數(shù)字電壓表。</p><p>　　4、畫出數(shù)字電壓表電路原理圖，寫出實(shí)驗(yàn)報告。</p><p>　　三.課程設(shè)計總體設(shè)計思路</p><p><b>　　3.1方案選擇 </b></p><p>　　1). 根據(jù)設(shè)計要求和功能的實(shí)現(xiàn)，我們考慮了如下三個可行性方案： </p>

13、;<p>　　方案1：主要器件由芯片ICL7106和液晶顯示器LCD組成 </p><p>　　關(guān)鍵詞：芯片ICL7106 液晶顯示器LCD </p><p>　　圖一為方案1的簡易原理方框圖。 </p><p>　　由于7106是把模擬電路與邏輯電路集成在一塊芯片上，屬于大規(guī)模CMOS集成電路，因此本方案主要有以下特點(diǎn)：（1）采用單電源供電，可使用

14、9V迭層電池，有助于實(shí)現(xiàn)儀表的小型化。（2）芯片內(nèi)部有異或門輸出電路，能直接驅(qū)動LCD顯示器。（3）功耗低。芯片本身消耗電流僅1。8mA，功耗約16mW。（4）輸入阻抗極高，對輸入信號無衰減作用。（5）能通過內(nèi)部的模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動調(diào)零和自動顯示極性的功能。（6）噪聲低，失調(diào)溫標(biāo)和增益溫標(biāo)均很小。具有良好的可靠性，使用壽命長（7）整機(jī)組裝方便，無須外加有源器件，可以很方便地進(jìn)行功能檢查。 </p><p>　　方案

15、2：主要器件由芯片ICL7107和共陽極半導(dǎo)體數(shù)碼管LED組成。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：A/D轉(zhuǎn)換器 芯片ICL7107 共陽極半導(dǎo)體數(shù)碼管LED </p><p>　　圖二為方案2的簡易原理方框圖。 </p><p>　　本方案的主要特點(diǎn)是：（1）能直接驅(qū)動共陽極的LED顯示器，不需要另加驅(qū)動器件，使整機(jī)線路簡化。（3）采用+5V和—5V兩組電源供電。

16、（4）LED屬于電流控制器件，在3 1/2位數(shù)字儀表中采用直流驅(qū)動方式，芯片本身功耗較小。（5）顯示亮度較高。</p><p>　　方案3：主要器件由芯片MC14433和共陰極半導(dǎo)體數(shù)碼管LED組成。</p><p>　　MC14433是美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的單片3?位A/D轉(zhuǎn)換器，它適合構(gòu)成帶BCD碼輸出的3?位LED顯示數(shù)字電壓表，是目前應(yīng)用較為普遍的一種低速A/D轉(zhuǎn)換器。</p

17、><p>　　MC14433的性能特點(diǎn)：</p><p>　?。?）MC14433屬于CMOS大規(guī)模集成電路，其轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度為±0.05%。內(nèi)含時鐘振蕩器，僅需外接一只振蕩電阻。能獲得超量程（OR）、欠量程（UR）信號，便于實(shí)現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換量程。能增加讀數(shù)保持（HOLD）功能。電壓量程分兩擋：200mV、2V，最大顯示值分別為199.9mV、1.999V。量程與基準(zhǔn)電壓呈1∶1的關(guān)系，即U

18、M＝UREF。</p><p>　　（2）需配外部的段、位驅(qū)動器，采用動態(tài)掃描顯示方式，通常選用共陰極LED數(shù)管。</p><p>　?。?）有多路調(diào)制的BCD碼輸出，可直接配μP構(gòu)成智能儀表。</p><p>　?。?）工作電壓范圍是±4.5 V～±8V，典型值為±5V，功耗約8mW。</p><p><

19、b>　　3.2系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　本文設(shè)計的電壓表是一個3位半直流電壓測量的數(shù)字式電壓表，測量范圍為直流0~199mV、0~1.99V、0~19.99V、0~199.9V、0~1999V，共5 個量程。電壓值顯示穩(wěn)定，讀數(shù)方便，能測量正、負(fù)電壓且能自動切換量程，使用方便。系統(tǒng)框圖（如圖1 所示）。本系統(tǒng)可分為測試電壓轉(zhuǎn)換、模擬電壓通道、數(shù)據(jù)電壓通道（A/D 轉(zhuǎn)換及譯碼鎖存）、數(shù)

20、碼顯示、小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動電路5部分。</p><p><b>　　圖1系統(tǒng)框圖 </b></p><p>　　四.課程設(shè)計框圖及工作原理</p><p><b>　　4.1 工作原理</b></p><p>　　ICL7107 是雙積型的A/D 轉(zhuǎn)換器，還集成了A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬部分電路，如緩沖器、

21、積分器、電壓比較器、正負(fù)電壓參考源和模擬開關(guān)，以及數(shù)字電路部分如振蕩源、計數(shù)器、鎖存器、譯碼器、驅(qū)動器和控制邏輯電路等，使用時只需外接少量的電阻、電容元件和顯示器件，就可以完成模擬到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，從而滿足設(shè)計要求。顯示穩(wěn)定可讀和測量反應(yīng)速度快，是本設(shè)計的關(guān)鍵。ICL7107 的一個周期為用4000 個計數(shù)脈沖時間作為A/D 轉(zhuǎn)換的一個周期時間，每個周期分成自動穩(wěn)零（AZ）、信號積分（INT）和反積分（DE）3 個階段。內(nèi)部邏輯控制電路不

22、斷地重復(fù)產(chǎn)生AZ、INT、DE 3 個階段的控制信號，適時地指揮計數(shù)器、鎖存器、譯碼器等協(xié)調(diào)工作，使輸出對應(yīng)于輸入信號的數(shù)值。而輸入模擬量的數(shù)值在其內(nèi)部數(shù)值上等于計數(shù)數(shù)值T，即：VIN 的數(shù)值=T 的數(shù)值或Vin=Vref(T/1000) 式中：1000 為積分時間（1000 個脈沖周期）；T 為反積分時間（滿度時為2000）。</p><p>　　ICL7107的管腳排列：</p><p&g

23、t;　　管腳1和26是ICL7107的正、負(fù)極。COM為模擬信號的公共端，簡稱模擬地，使用時應(yīng)與IN－、UREF－端短接。TEST是測試端，該端經(jīng)內(nèi)部500Ω電阻接數(shù)字電路的公共端（GND），因二者呈等電位，故亦稱做數(shù)字地。該端有兩個功能：①作測試指示，將它接U＋時LCD顯示全部筆段1888、可檢查顯示器有無筆段殘缺現(xiàn)象；②作為數(shù)字地供外部驅(qū)動器使用，來構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)及標(biāo)志符的顯示電路。a1～g1、a2～g2、a3～g3、bc4分別為個位、

24、十位、百位、千位的筆段驅(qū)動端，接至LCD的相應(yīng)筆段電極。千位b、c段在LCD內(nèi)部連通。當(dāng)計數(shù)值N＞1999時顯示器溢出，僅千位顯示“1”，其余位消隱，以此表示儀表超量程（過載溢出）。POL為負(fù)極性指示的驅(qū)動端。BP為LCD背面公共電極的驅(qū)動端，簡稱“背電極”。OSC1～OSC3為時鐘振蕩器引出端，外接阻容元件可構(gòu)成兩級反相式阻容振蕩器。UREF＋、UREF－分別為基準(zhǔn)電壓的正、負(fù)端，利用片內(nèi)U＋－COM之間的＋2.8V基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行分壓

25、后，可提供所需UREF值，亦可選外基準(zhǔn)。CREF＋、CREF－是外接基準(zhǔn)電容端。IN＋、IN－為模擬電壓的正、負(fù)輸入端。CAZ端</p><p>　　4.2 ICL7107的工作原理</p><p>　　ICL7107內(nèi)部包括模擬電路和數(shù)字電路兩大部分，二者是互相聯(lián)系的。一方面由控制邏輯產(chǎn)生控制信號，按規(guī)定時序?qū)⒍嗦纺M開關(guān)接通或斷開，保證A/D 轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行；另一方面模擬電路中的比較器輸

26、出信號又控制著數(shù)字電路的工作狀態(tài)和顯示結(jié)果。下面介紹各部分的工作原理。</p><p><b>　?。?）模擬電路</b></p><p>　　模擬電路由雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，電路如圖2所示。主要包括2.8V基準(zhǔn)電壓</p><p>　　圖2 ICL7107的模擬電路</p><p>　　源（E0）、緩沖器（A1）

27、、積分器（A2）、比較器（A3）和模擬開關(guān)等組成。緩沖器A4專門用來提高COM端帶負(fù)載的能力，可謂設(shè)計數(shù)字多用表的電阻擋、二極管擋和hFE擋提供便利條件。這種轉(zhuǎn)換器具有轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度高、抗串模干擾能力強(qiáng)、電路簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合做低速模／數(shù)轉(zhuǎn)換。每個轉(zhuǎn)換周期分三個階段進(jìn)行：自動調(diào)零（AZ）、正向積分（INT）、反向積分（DE），并按照AZ→INT→DE→AZ…的順序進(jìn)行循環(huán)。令計數(shù)脈沖的周期為TCP，每個測量周期共需4000TCP。其中

28、，正向積分時間固定不變，T1＝1000TCP。儀表顯示值,</p><p>　　將T1＝1000TCP，UREF＝100.0mV代入上式得</p><p>　　N＝10UIN 或UIN＝0.1N （2-2）</p><p>　　只要把小數(shù)點(diǎn)定在十位上，即可直讀結(jié)果。滿量程時N＝2000，此時UM＝2UREF＝200mV

29、，儀表顯示超量程符號“1”。 </p><p>　　欲測量2V以上的直流電壓，必須利用精密電阻分壓器對UIN進(jìn)行衰減。積分電阻應(yīng)采用金屬膜電阻，積分電容宜選絕緣性好、介質(zhì)吸收系數(shù)小的聚苯乙烯電容或聚丙烯電容。</p><p>　　為了提高儀表抗串模干擾的能力，正向積分時間（亦稱采樣時間）T1應(yīng)是工頻周期的整倍數(shù)。我國采用50Hz交流電網(wǎng)，其周期為20ms，應(yīng)選</p><

30、;p>　　T1＝n·20（ms） （2-3）</p><p>　　式中，n＝1，2，3，…。例如取n＝2、4、5時，T1＝40ms、80ms、100ms，能有效地抑制50Hz干擾。這是因?yàn)榉e分過程有取平均的作用，只要干擾電壓的平均值為零，就不影響積分器輸出。但n值也不宜過大，以免測量速率太低。</p><p>　　圖3 ICL7

31、107外圍電路圖</p><p><b>　?。?）數(shù)字電路</b></p><p>　　數(shù)字電路如圖4所示。主要包括8個單元：①時鐘振蕩器；②分頻器；③計數(shù)器；④鎖存器；⑤譯碼器；⑥異或門相位驅(qū)動器；⑦控制邏輯；⑧LCD顯示器。時鐘振蕩器由ICL7106內(nèi)部反相器F1、F2以及外部阻容元件R、C組成。若取R＝120kΩ，C＝100PF，則f0＝40kHz。f0經(jīng)過4

32、分頻后得到計數(shù)頻率fCP＝10kHz，即TCP＝0.1ms。此時測量周期T＝16000T0＝4000TCP＝0.4s，測量速率為2.5次／秒。f0還經(jīng)過800分頻，</p><p>　　圖4 ICL7107的數(shù)字電路</p><p>　　得到50Hz方波電壓，接LCD的背電極BP。LCD須采用交流驅(qū)動方式，當(dāng)筆段電極a～g與背電極BP呈等電位時不顯示，當(dāng)二者存在一定的相位差時，液晶才顯示

33、。因此，可將兩個頻率與幅度相同而相位相反的方波電壓，分別加至某個筆段引出端與BP端之間，利用二者電位差來驅(qū)動該筆段顯示。驅(qū)動電路采用異或門。其特點(diǎn)是當(dāng)兩個輸入端的狀態(tài)相異時（一個為高電平，另一個為低電平），輸出為高電平；反之輸出低電平。</p><p>　?。?）小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動電路</p><p>　　為了顯示小數(shù)點(diǎn)，需采用CD4030四異或門（或CD4077四異或非門），電路如圖5 <

34、/p><p>　　圖5 小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動電路</p><p>　　所示。S為小數(shù)點(diǎn)選擇開關(guān)，DP1～DP3依次為個位、十位、百位的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動端，LCD的背電極接BP。剩下一個異或門還可驅(qū)動標(biāo)志符。</p><p>　　控制邏輯有三個作用：第一，識別積分器的工作狀態(tài)，適時發(fā)出控制信號，使A/D 轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行；第二，判定輸入電壓極性并控制LCD的負(fù)極性顯示；第三，超量程時發(fā)出溢

35、出信號使千位顯示1，其余位消隱。</p><p>　　用計數(shù)器的輸出信號ABC 控制小數(shù)點(diǎn)電路，若最高位到最低位小數(shù)點(diǎn)依次用Dp1、Dp2、Dp3 及Dp4 表示，則可寫出其真值表，如表1（1 表示點(diǎn)亮）所示。</p><p>　　表1 小數(shù)點(diǎn)顯示真值表則邏輯表達(dá)式為 : </p><p>　　4.3 ICL7107 安裝電壓表頭時的一些要點(diǎn):</p>

36、;<p>　　按照測量＝±199.9mV 來說明。</p><p>　　1). 辨認(rèn)引腳：芯片的第一腳，是正放芯片，面對型號字符，然后，在芯片的左下方為第一腳。</p><p>　　也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一腳了。</p><p>　　許多廠家會在第一腳旁邊打上一個小圓點(diǎn)作為標(biāo)記。</p><p>　

37、　知道了第一腳之后，按照反時針方向去走，依次是第 2 至第 40 引腳。（1 腳與 40 腳遙遙相對）。</p><p>　　2). 牢記關(guān)鍵點(diǎn)的電壓：芯片第一腳是供電，正確電壓是 DC5V 。第 36 腳是基準(zhǔn)電壓，正確數(shù)值是 100mV，第 26 引腳是負(fù)電源引腳，正確電壓數(shù)值是負(fù)的，在 －3V 至 －5V 都認(rèn)為正常，但是不能是正電壓，也不能是零電壓。芯片第 31 引腳是信號輸入引腳，可以輸入 ±

38、199.9mV 的電壓。在一開始，可以把它接地，造成"0"信號輸入，以方便測試。</p><p>　　3). 注意芯片 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，它們是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個元件屬于芯片工作的積分網(wǎng)絡(luò)，不能使用磁片電容。芯片的 33 和 34 腳接的 104 電容也不能使用磁片電容。</p><p>　　4). 注意接地引腳：芯片

39、的電源地是 21 腳，模擬地是 32 腳，信號地是 30 腳，基準(zhǔn)地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個引腳都接地，在一些有特殊要求的應(yīng)用中（例如測量電阻或者比例測量），30 腳或 35 腳就可能不接地而是按照需要接到其他電壓上。－－ 本文不討論特殊要求應(yīng)用。</p><p>　　5). 負(fù)電壓產(chǎn)生電路：負(fù)電壓電源可以從電路外部直接使用 7905 等芯片來提供，但是這要求供電需要正負(fù)電源，通常采用簡單方法，利

40、用一個 +5V 供電就可以解決問題。比較常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等電路來得到，這樣需要增加硬件成本。我們常用一只 NPN 三極管，兩只電阻，一個電感來進(jìn)行信號放大，把芯片 38 腳的振蕩信號串接一個 20K －56K 的電阻連接到三極管"B"極，在三極管"C"極串接一個電阻（為了保護(hù)）和一個電感（提高交流放大倍數(shù)），在正常工作時，三極管的"C"極電壓

41、為 2.4V － 2.8V 為最好。這樣，在三極管的"C"極有放大的交流信號，把這個信號通過 2 只 4u7 電容和 2 支 1N4148 二極管，構(gòu)成倍壓整流電路，可以得到負(fù)電壓供給 ICL7107 的 26 腳使用。這個電壓，最好是在 －3.2V 到 －4.2V 之間。</p><p>　　6). 如果上面的所有連接和電壓數(shù)值都是正常的，也沒有"短路"或者"開

42、路"故障，那么，電路就應(yīng)該可以正常工作了。利用一個電位器和指針萬用表的電阻 X1 檔，我們可以分別調(diào)整出 50mV,100mV,190 mV 三種電壓來，把它們依次輸入到 ICL7107 的第 31 腳，數(shù)碼管應(yīng)該對應(yīng)分別顯示 50.0,100.0,190.0 的數(shù)值，允許有 2 －3 個字的誤差。如果差別太大，可以微調(diào)一下 36 腳的電壓。</p><p>　　7). 比例讀數(shù)：把 31 腳與 36

43、腳短路，就是把基準(zhǔn)電壓作為信號輸入到芯片的信號端，這時候，數(shù)碼管顯示的數(shù)值最好是 100.0 ，通常在 99.7 － 100.3 之間，越接近 100.0 越好。這個測試是看看芯片的比例讀數(shù)轉(zhuǎn)換情況，與基準(zhǔn)電壓具體是多少 mV 無關(guān)，也無法在外部進(jìn)行調(diào)整這個讀數(shù)。如果差的太多，就需要更換芯片了。</p><p>　　8). ICL7107 也經(jīng)常使用在 ±1.999V 量程，這時候，芯片 27,28,2

44、9 引腳的元件數(shù)值，更換為 0.22uF,470K,0.047uF 阻容網(wǎng)絡(luò)，并且把 36 腳基準(zhǔn)調(diào)整到 1.000V 就可以使用在±1.999V 量程了。</p><p>　　9). 這種數(shù)字電壓表頭，被廣泛應(yīng)用在許多測量場合，它是進(jìn)行模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換的最基本，最簡單而又最低價位的一個方法，是作為數(shù)字化測量的一種最基本的技能。</p><p>　　4.4關(guān)于多量程電路部分<

45、/p><p>　　也有許多場合，希望數(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)的量程大一些，那么，只需要更改 2 只元器件的數(shù)值，就可以實(shí)現(xiàn)量程為 ±2.000V 了。更改的元器件具體位置和數(shù)值見圖6的 28 和 29 兩只引腳：</p><p><b>　　圖6 </b></p><p>　　在有了一只數(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)之后，按照下面的圖示，給它配

46、置一組分流電阻，就可以實(shí)現(xiàn)多量程數(shù)字電流表，分檔從 ±200uA 到 ±20A 。但是要注意：在使用 20A 大電流檔的時候，不能再有開關(guān)來切換量程，應(yīng)該專門配置一只測量插孔，以防燒毀切換開關(guān)。 </p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　與多量程電流表對應(yīng)的是經(jīng)常需要使用多量程電壓表，按照下圖配置一組分壓電阻，就可以得到量程從

47、 ±200.0mV 至 ±1000V 的多量程電壓表。</p><p><b>　　圖8</b></p><p>　　測量電阻與測量電流或者電壓一樣重要，俗稱“三用 表”，利用數(shù)字電壓表做成的多量程電阻表，采用的是“比例法”測量，因此，它比起指針萬用表的電阻測量來具有非常準(zhǔn)確的精度，而且耗電很小，下圖示中所配 置的一組電阻就叫“基準(zhǔn)電阻”，就是通過

48、切換各個接點(diǎn)得到不同的基準(zhǔn)電阻值，再由 Vref 電壓與被測電阻上得到的 Vin 電壓進(jìn)行“比例讀數(shù)”，當(dāng) Vref ＝ Vin 時，顯示就是 Vin/Vref*1000=1000 ，按照需要點(diǎn)亮屏幕上的小數(shù)點(diǎn)，就可以直接讀出被測電阻的阻值來了。</p><p>　　在產(chǎn)品數(shù)字萬用表中，為了節(jié)省成本和簡化電路，測量電流的分流電阻和測量電壓的分壓電阻以及測量電阻的基準(zhǔn)電阻往往就是同一組電阻。這里不討論數(shù)字萬用表的電

49、路，僅僅是幫助讀者在單獨(dú)需要使用某種功能時，可以有一定的參考作用。下圖是一個最簡單的 10 倍放大電路，運(yùn)算放大器使用的是精度比較高的 OP07 ，利用它，可以把 0～200mV 的電壓放大到 0～2.000V。在使用的數(shù)字電壓表量程為 2.000V 時，（例如 ICL7135 組成的 41/2 數(shù)字電壓表，基本量程就是 2.000V。）特別有用。</p><p>　　如果把它應(yīng)用在基本量程為 ±200

50、.0mV 的數(shù)字電壓表上，就相當(dāng)于把分辨力提高了 10 倍，在一些測量領(lǐng)域中，傳感器的信號往往覺得太小了，這時，可以考慮在數(shù)字電壓表前面加上這種放大器來提高分辨力。</p><p><b>　　圖9 </b></p><p><b>　　五.電路設(shè)計與仿真</b></p><p>　　本設(shè)計采用集成芯片ICL7107作為數(shù)

51、字電壓表的A/D轉(zhuǎn)換及鎖存和譯碼模塊,使得電路具有設(shè)計簡單、集成度及可靠性高的特點(diǎn)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)0~199.9mV量程電壓值的測量。電路連接圖與仿真圖如圖(圖9和圖10)所示。</p><p>　　圖10 ICL7107的電路連接圖</p><p>　　圖11 仿真圖</p><p>　　六. 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析</p><p>

52、;<b>　　6.1 調(diào)試儀器</b></p><p>　　可調(diào)直流電源，可調(diào)范圍：0~200mV；萬用表，精度：0.1mV。</p><p><b>　　6.2 調(diào)試方法</b></p><p>　　1.電壓測量調(diào)試：用該表測量一電壓，再用萬用表測量，分別記錄電壓值。</p><p>　　2.用電

53、位器調(diào)試：首先用整數(shù)的電壓測量，觀察是否能正常測量；然后調(diào)節(jié)電源電壓到小數(shù)量程的電壓值進(jìn)行測量，觀察是否能正常測量。</p><p>　　6.3 測試結(jié)果分析</p><p>　　1.電壓測量：由測量可知該表測量電壓較準(zhǔn)確，與萬用表有一定的差異應(yīng)是分壓電阻和模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻引起的。</p><p>　　2.自動切換量程測試：由測量可知自動切換量程功能能夠?qū)崿F(xiàn)。&l

54、t;/p><p><b>　　6.4 硬件實(shí)物圖</b></p><p><b>　　圖12 實(shí)物圖</b></p><p><b>　　七.元器件清單</b></p><p>　　ICL7107芯片一個 ； 5個非極性電容； 4個電阻和1個電位器；</p>&

55、lt;p><b>　　八.設(shè)計心得體會</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計當(dāng)中我真正體會到什么叫做學(xué)以致用，第一次體會到用自己所學(xué)到的知識做出了個數(shù)據(jù)電壓表，在以前想都不趕想，而現(xiàn)在自己竟然親手做出來，所以此時的我心中不免有些成就感。</p><p>　　雖然這次課程設(shè)計理論與實(shí)踐基本完成，但在實(shí)踐的過程當(dāng)中存在著許多的問題。比如說當(dāng)測量時得不到理論上的

56、要求, 電路焊接雜亂等。所以在以后的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,我們在實(shí)驗(yàn)之前第一件事應(yīng)該是檢查原器件，而不是動手連線。連線固然重要但我個人認(rèn)為比這個更重要的是在連線之前應(yīng)該做的事。 </p><p>　　21世紀(jì)是電子技術(shù)飛速發(fā)展的時期，而數(shù)字電子技術(shù)又是一門發(fā)展速度，實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程。從這本書中，我們不僅學(xué)到了如何分析設(shè)計一個電路，使我們這些以前看見過它們，卻不知如何去做的人大開眼界?？磥?，我們學(xué)習(xí)了這門課程以

57、后，也可以根據(jù)它的基本原理來做出它的電路圖，也可以實(shí)現(xiàn)它們的功能，得出我們想要設(shè)計的電路圖。我覺得選擇這門課程是我永遠(yuǎn)不后悔的事。因?yàn)樗梢宰屛覀兏由羁痰淖C實(shí)自己的能力，證實(shí)自己是不是對這門課很認(rèn)真，很努力。我覺得為我們所喜歡的事情去努力，是值得高興的事，我們會繼續(xù)的努力學(xué)習(xí)好這門課的。希望以后能有更多這樣的機(jī)會，鍛煉我的動手能力，使所學(xué)的知識能活學(xué)活用。</p><p><b>　　九.參考文獻(xiàn)&l

58、t;/b></p><p>　　[1]．《PROTEL電路設(shè)計教程》，江思敏、姚鵬翼、胡榮等編著，清華大學(xué)出版社 2003 </p><p>　　[2]．《常用電子測量儀器的使用》，[英]A .M.L魯特金著，謝瑞和、黃志良、謝白美、王觀蘭譯電子工業(yè)出版社 1999 </p><p>　　[3]．《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》，劉浩斌（主編）汪良能、劉鑫、劉煒（編著）