三位半数字电压表专业课程设计.doc
《三位半数字电压表专业课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《三位半数字电压表专业课程设计.doc(20页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、河北建筑工程学院电子技术课程设计汇报设计题目: 三位半数字电压表 学 院: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 设计时间: 目录一、设计目标1二、功效要求和技术指标1三、方案设计及论证23.1方案一 基于MC14433数字电压表23.2方案二 基于AT89352单片机数字电压表23.3方案三 基于ICL7106数字电压表3四、方案比较及分析3五、电路各部分原理说明41、 电压衰减电路42、 单相桥式整流滤波电路43、 基准电压模块44、 3 1/2位A/D电路模块55、 显示电路模块76、 全部元件明细表7六、试验原理8七、电路安装和调试12八、总电路原理图13九、实践总结和心
2、得14十、参考文件三位半数字电压表一、设计目标课程设计关键目标,是经过电子技术综合设计,熟悉通常电子电路综合设计过程、设计要求、应完成工作内容和具体设计方法。经过设计也有利于复习、巩固以往学习模电、数电内容,达成灵活应用目标。在设计完成后,还要将设计电路进行安装、调试以加强动手能力。在此过程中培养从事设计工作整体观念。课程设计应强调以能力培养为主,在独立完成设计任务同时注意多方面能力培养和提升,关键包含以下方面: 独立工作能力和发明力。 综合利用专业及基础知识,处理实际工程技术问题能力。 查阅图书资料、产品手册和多种工具书能力。 熟悉常见电子仪器操作使用和测试方法;电路检测和故障排查能力。工程
3、绘图能力。 写技术汇报和编制技术资料能力。二、功效要求和技术指标1、利用所学过数字电子技术和模拟电子技术知识,经过上网或到图书馆查阅资料,设计出2-3个实现数字电压表方案;只要求写出实现工作原理,画出电原理功效图,描述其功效。2、对将要试验方案3 1/2位数字电压表方案,须采取中、小规模集成电路、ICL7107A/D转换器等电路进行设计,写出已确定方案具体工作原理,计算出参数。3、技术指标: 测量直流电压 1999-1V;199.9-0.1V;19.99-0.01V;1.999-0.001V; 测量交流电压1999-199V 要求三位半显示三、方案设计及论证3.1方案一 MC14433数字电压
4、表图3-1 MC14433数字电压表此方案是对电压量进行测试并显示数字电路。对于交流能够采取桥式整流,经过电阻分压,再用放大器放大,把平均值转换为有效值,最终输送给双积分型A/D转换器MC14433 Vx测试输入端。再经过CD4511七段锁存/译码器送到LED显示,完成电压测试。MC14433基准电压VREF可由恒压源提供,芯片本身有两个量程2V、200mA此时对应电阻为470K、27 K。3.2方案二基于AT89C52单片机数字电压表依据系统功效实现要求,决定控制系统采取AT89C52单片机,A/D转换采取ADC0809、四个共阴极LED数码管。系统除能确保实现要求功效外,还能够方便地进行8
5、路其它A/D转换量测量、远程测量结果传送等扩展功效。原理框图以下:图3-2 AT89C52单片机数字电压表AT89C52 P0 P2 P1 P3ADC0809LED显示器上电复位串口通信电源电路3.3方案三 ICL7107数字电压表依据系统功效实现要求,决定控制系统采取ICL7107、两个共阳极LED数码管。原理框图以下:图3-3 基于ICL7107数字电压表直 流 稳 压电压转化芯片INC7107显 示 电 路四、方案比较及可行性分析(1)显示清楚直观,读书正确 数字电压表采取优异数显技术,使测量结果一目了然,只要仪表不发生跳数现象,测量结果就是唯一,能缩短读数和统计时间。(2)显示位数:
6、显示位数通常为3位-8位。(3)正确度高: 正确度测量结果中系统误差和随机误差综合。她表示测量结果和真值一致程度,也反应了测量误差大小,正确度愈高,测量误差愈小。数字电压表正确度远优于模拟式电压表。(4) 分辨率高: 数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表电压值,称作仪表分辨力,它反应仪表灵敏度高低。分辨力随显示位数增加而提升。数字电压表分辨力指标亦可用分辨率来表示。分辨率是指所能显示最小数字(零除外)和最大数字百分比。实际上分辨力仅和仪表显示位数相关,而正确度则取决于A/D转换器等总误差。(5) 测量范围宽: 多量程DVM通常可测0-1999V直流电压(6)扩展能力强: 在数字电压表基础
7、上,还可扩展成多种通用及专用数字仪表,数字多用表(DMM)和智能仪器,以满足不一样需要。(7)测量速率快: 数字电压表在每秒钟内对被测电压测量次数叫测量速率,单位是“次/秒”。关键取决于A/D转换器转换速率,其倒数是测量周期。(8) 集成度高,微功耗五、电路各部分原理说明 1、电压衰减电路如左图中四个电阻串联分压设计,总电阻值为10M,当开关S1闭合时,为最小量程2V;当开关S2闭合时,衰减10倍,其量程为20V;当开关S3闭合时,衰减100倍,其量程为200V;当开关S3闭合时,衰减100倍,其量程为200V。图5-1 量程转换电路图 2 、单相桥式整流滤波电路电路为单向桥式整流电路,适适用
8、于大电压整流。电路TR为电流变压器,它作用是将交流电网电压V1变成整流电路要求电压V2=Sinwt,四支整流二极管D1D4接成电桥形式。图5-2单相桥式整流滤波电路 3、基准电压模块这个模块由MC1403和电位器组成, 提供精密电压,供A/D转换器做参考电压 图5-3MC1403稳压模块4、3 1/2位A/D电路模块ICL7107是高性能、低功耗三位半A/D转换电路,包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。能够直接驱动LED数码管,是一块应用很广泛集成电路。 ICL7107将高精度、通用性和真正低成本很好地结合在一起,它有低于10V自动校零功效,零漂小于1V/oC,低于10pA输入电流,
9、极性转换误差小于一个字。ICL7107管脚排列介绍: 第1引脚:正电源,DC+6V 第26引脚:负电源DC-9V 第21引脚:电源地 第220、2225引脚:数字部分 第2740引脚:模拟部分 其中:第27引脚:积分器 第28引脚:缓冲放大器输出端,接积分电容CINT 第29引脚:积分比较器反相输入端,外接自动调零端 第30、31引脚:信号地和信号正端 第32引脚:模拟地 第35、36引脚:基准地和基准电压正端 第37引脚:数字地,和V+短接进行测试 第3840引脚:时钟振荡引出端,外阻容元件或石英晶体组 成振荡器。 图5-4ICL7107管脚图ICL7107参数选择5、显示模块 显示模块采取
10、两块共阳DIP1图5-5共阳DIP1显示模块6、全部元件明细表元件清单名称符号参数封装电解电容C1,C2,C3,C4C103,C224,C473,C103CC3216-1206(贴片)电容C5C100PCC3216-1206(贴片)电阻R1+R2,R3+R4,R5,R6,R7,R810K,100K, 1M,470K,100K,510CC3216-1206(贴片)插座P1,P2Header 2(直插)电位器RP1K电位器(自制直插)数码管U1,U2共阳DIP18二位数码管(自制直插)芯片ILC7107、MC1403DIP40(直插)六、试验原理(1) 31/2位双积分型A/D转换器ICL7107
11、基础特点 ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器,属于CMoS大规模集成电路,它最大显示值为士1999,最小分辨率为100uV,转换精度为0.05士1 个字。 能直接驱动共阳极LED数码管,不需要另加驱动器件,使整机线路简化,采取士5V两组电源供电,并将第21脚GND接第30脚IN 。 在芯片内部从V+和COM之间有一个稳定性很高2.8V基准电源,经过电阻分压器可取得所需基准电压VREF 。 能经过内部模拟开关实现自动调零和自动极性显示功效。 输入阻抗高,对输入信号无衰减作用。 整机组装方便,无需外加有源器件,配上电阻、电容和LED共阳极数码管,就能组成一只直流数字电压表头。 噪音低,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 三位 半数 电压表 专业课程 设计
限制150内