7107数字电压表的制作
基于ICL7107数字电压表的设计
. . .. . .电子制作课程考核报告课程名称电子制作学生鑫学号1213014048所在院(系) 物理与电信工程学院专业班级电子1202指导教师伟完成地点501#高频实验室2014年6月10 日目录一. 摘要 (2)二.课程设计任务与要求 (2)2.1设计目的 (2)2.2设计要求 (2)三.总体设计思路 (2)3.1方案选择 (2)3.2系统框图 (3)四.课程设计框图及工作原理 (4)4.1 工作原理 (4)4.2 ICL7107的工作原理 (5)4.3 ICL7107 安装电压表头时的一些要点 (8)4.4 关于多量程电路部分 (10)五.电路设计与仿真 (12)六. 系统调试及结果分析 (13)6.1调试仪器 (13)6.2 调试方法 (13)6.3 测试结果分析 (13)6.4 硬件实物图 (13)七.元器件清单 (14)八.设计心得体会 (14)九.参考文献 (14)一.摘要数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。
与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成各种新型数字电压表的工作原理。
二.课程设计任务与要求2.1、设计目的1、了解双积分式A/D转换器的工作原理2、熟悉A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能3、掌握用ICL7107构成直流数字电压表的方法2.2、设计要求1、采用课程或实验容中所使用的元器件，设计一个三位半数字电压表，三位半是指个位、十位、百位的围为0-9，而千位只有0和1两个状态，称为半位。
所以数字电压表测量围为0001-1999。
7017交流电压表的制作
7107是一块直流电压表，要想测交流电，需先把交流转换成直流本电路中，输入的是0～200.0mV 的交流信号，输出的是0～200.0mV 的直流信号，从信号幅度来看，并不要求电路进行任何放大，但是，正是电路本身具有的放大作用，才保证了其几乎没有损失地进行AC －DC 的信号转换。
因此，这里使用的是低功耗的高阻输入运算放大器，其不灵敏区仅仅只有2mV 左右，在普通数字万用表中大量使用，电路大同小异ICL7107 安装电压表头时的一些要点：按照测量＝±199.9mV 来说明。
1.辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。
也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。
许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。
知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第40 引脚。
（1 脚与40 脚遥遥相对）。
2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是DC5V 。
第36 脚是基准电压，正确数值是100mV，第26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V 至－5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。
芯片第31 引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV 的电压。
在一开始，可以把它接地，造成"0"信号输入，以方便测试。
3.注意芯片27,28,29 引脚的元件数值，它们是0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。
芯片的33 和34 脚接的104 电容也不能使用磁片电容。
4.注意接地引脚：芯片的电源地是21 脚，模拟地是32 脚，信号地是30 脚，基准地是35 脚，通常使用情况下，这4 个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30 脚或35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。
－－本文不讨论特殊要求应用。
5.负电压产生电路：负电压电源可以从电路外部直接使用7905 等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个+5V 供电就可以解决问题。
数字电压表电路ICL7107
数字电压表电路ICL7107ICL7107.7106pdf资料下载ICL7107 安装电压表头时的一些要点：按照测量＝±199.9mV 来说明。
1.辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。
也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。
许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。
知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第 40 引脚。
（1 脚与 40 脚遥遥相对）。
2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是 DC5V 。
第 36 脚是基准电压，正确数值是 100mV，第 26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V 至－5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。
芯片第 31 引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV 的电压。
在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。
3.注意芯片 27,28,29 引脚的元件数值，它们是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。
芯片的 33 和 34 脚接的 104 电容也不能使用磁片电容。
4.注意接地引脚：芯片的电源地是 21 脚，模拟地是 32 脚，信号地是 30 脚，基准地是 35 脚，通常使用情况下，这 4 个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30 脚或 35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。
－－本文不讨论特殊要求应用。
5.负电压产生电路：负电压电源可以从电路外部直接使用 7905 等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个 +5V 供电就可以解决问题。
比较常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等电路来得到，这样需要增加硬件成本。
我们常用一只 NPN 三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片 38 脚的振荡信号串接一个 20K －56K 的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为 2.4V － 2.8V 为最好。
用ICL7107制作电压表头的电路分析
ICL7107 安装电压表头时的一些要点：按照测量＝±199.9mV 来说明。
1.辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。
也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。
许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。
知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第 40 引脚。
（1 脚与 40 脚遥遥相对）。
2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是 DC5V 。
第 36 脚是基准电压，正确数值是 100mV，第 26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V 至－5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。
芯片第 31 引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV 的电压。
在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。
3.注意芯片 27,28,29 引脚的元件数值，它们是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。
芯片的 33 和 34 脚接的 104 电容也不能使用磁片电容。
4.注意接地引脚：芯片的电源地是 21 脚，模拟地是 32 脚，信号地是 30 脚，基准地是 35 脚，通常使用情况下，这 4 个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30 脚或 35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。
－－本文不讨论特殊要求应用。
5.负电压产生电路：负电压电源可以从电路外部直接使用 7905 等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个 +5V 供电就可以解决问题。
比较常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等电路来得到，这样需要增加硬件成本。
我们常用一只 NPN 三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片 38 脚的振荡信号串接一个 20K －56K 的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为 2.4V － 2.8V 为最好。
数字电压表电路ICL7107
数字电压表电路ICL7107ICL7107 安装电压表头时的一些要点：按照测量＝±199.9mV 来说明。
1.辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。
也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。
许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。
知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第40 引脚。
（1 脚与40 脚遥遥相对）。
2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是DC5V 。
第36 脚是基准电压，正确数值是100mV，第26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V 至－5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。
芯片第31 引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV 的电压。
在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。
3.注意芯片27,28,29 引脚的元件数值，它们是0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。
芯片的33 和34 脚接的104 电容也不能使用磁片电容。
4.注意接地引脚：芯片的电源地是21 脚，模拟地是32 脚，信号地是30 脚，基准地是35 脚，通常使用情况下，这 4 个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30 脚或35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。
－－本文不讨论特殊要求应用。
5.负电压产生电路：负电压电源可以从电路外部直接使用7905 等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个+5V 供电就可以解决问题。
比较常用的方法是利用ICL7660 或者NE555 等电路来得到，这样需要增加硬件成本。
我们常用一只NPN 三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片38 脚的振荡信号串接一个20K －56K 的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为 2.4V － 2.8V 为最好。
《电子技术基础课程设计基于icl7107的自动控制量程数字电压表设计》
主要由模拟和数字两局部构成。模拟局部分为被测电压信号通过自动量程选择电路，采用双积分A/D转换成数字信号，双积分A/D转换是由OP07集成运放和LM393运算放大器组成，利用电子开关来实现自动校零和量程转换功能。数字局部以AT89S52为核心，控制由光电耦合器6N137耦合过来的数字信号，有6位数码管LED自动显示量程和电压值。
表2 小数点显示真值表
输入
输出
A
B
C
D1
D2
D3
D4
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
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0
0
1
图8为小数点控制仿真电路，如下图在555定时器作为时钟产生电路条件下，当被测电压为130.6V时,十位上的小数点点。图8 小数点控制仿真电路
仿真的结果如图9所示〔图为输入电压为25V时制作的仿真电压表的值25.0〕：
由于直流输入电阻要求大于100kΩ，设定总电阻为 。列出方程计算各电阻阻值：
得：
图5 电压测量分压仿真电路
(1)CD4051模拟开关简介
CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有A、B和C三个二进制控制输入端以及INH禁止输入端组成，并通过3位二进制信号来选择8个通道中的一个通道。当INH输入端=“1〞时，所有的通道截止。只有当INH=“0〞时，三位二进制信号才可以选通8通道中的一个通道，连接该输入端至输出。这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗特点，并且与控制信号的逻辑状态无关。这种多路开关输入电平范围广，数字量输入可到达3~15V，模拟量可达15V，这也是为什么将初始量程设置为最高档的原因。二进制译码器用来对选择输入端A、B、C的状态进行译码，并控制开关电路TG，使某一路开关接通，从而使输入/输出通道相连。表1是CD4051的真值表。
基于ICL7107数字电压表
西安电子科技大学长安学院课程设计设计题目：数字电压表的仿真与设计学院：长安学院系别：电子工程专业：电子科学与技术：班级：06521学号：06521002姓名：***指导老师：王勇目录一. 摘要 (2)二.课程设计任务与要求 (2)2.1设计目的 (2)2.2设计要求 (2)三.总体设计思路 (3)3.1方案选择 (3)3.2系统框图 (3)四.课程设计框图及工作原理 (4)4.1 工作原理 (4)4.2 ICL7107的工作原理 (5)4.3 ICL7107 安装电压表头时的一些要点 (8)4.4 关于多量程电路部分 (10)五.电路设计与仿真 (12)六.系统调试及结果分析 (13)6.1调试仪器 (13)6.2 调试方法 (13)6.3 测试结果分析 (13)6.4 硬件实物图 (13)七.元器件清单 (14)八.设计心得体会 (14)九.参考文献 (14)一.摘要数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。
与此同时，由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。
本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成各种新型数字电压表的工作原理。
数字电压表具有以下九大特点：1. 显示清晰直观，读数准确2. 准确度高3. 分辨率高4. 测量范围宽5. 扩展能力强6. 测量速率快7．输入阻抗高8. 集成度高，微功耗9. 抗干扰能力强二.课程设计任务与要求2.1、设计目的1、了解双积分式A/D转换器的工作原理2、熟悉A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能3、掌握用ICL7107构成直流数字电压表的方法2.2、设计要求1、设计一个数字电压表电路。
数字电压表电路ICL7107
数字电压表电路ICL7107ICL7107 安装电压表头时的一些要点：按照测量＝±199.9mV 来说明。
1.辨认引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。
也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。
许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。
知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第 2 至第40 引脚。
（1 脚与40 脚遥遥相对）。
2.牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是DC5V 。
第36 脚是基准电压，正确数值是100mV，第26 引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V 至－5V 都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。
芯片第31 引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9mV 的电压。
在一开始，可以把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。
3.注意芯片27,28,29 引脚的元件数值，它们是0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能使用磁片电容。
芯片的33 和34 脚接的104 电容也不能使用磁片电容。
4.注意接地引脚：芯片的电源地是21 脚，模拟地是32 脚，信号地是30 脚，基准地是35 脚，通常使用情况下，这 4 个引脚都接地，在一些有特殊要求的应用中（例如测量电阻或者比例测量），30 脚或35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。
－－本文不讨论特殊要求应用。
5.负电压产生电路：负电压电源可以从电路外部直接使用7905 等芯片来提供，但是这要求供电需要正负电源，通常采用简单方法，利用一个+5V 供电就可以解决问题。
比较常用的方法是利用ICL7660 或者NE555 等电路来得到，这样需要增加硬件成本。
我们常用一只NPN 三极管，两只电阻，一个电感来进行信号放大，把芯片38 脚的振荡信号串接一个20K －56K 的电阻连接到三极管“B”极，在三极管“C”极串接一个电阻（为了保护）和一个电感（提高交流放大倍数），在正常工作时，三极管的“C”极电压为 2.4V － 2.8V 为最好。
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7107数字电压表的制作
ICL7107是一块应用非常广泛的集成电路。
它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。
这里我们介绍一种她的典型应用电路--数字电压表的制作。
其电路如附图。
制作时，数字显示用的数码管为共阳型，2K可调电阻最好选用多圈电阻，分压电阻选用误差较小的金属膜电阻，其它器件选用正品即可。
该电路稍加改造，还可演变出很多电路，如数显电流表、数显温度计等，以后陆续介绍。
1：用晶振生成时钟信号给7107
2：时钟信号频率是50HZ的偶数倍
只要注意到这两点，一般就不会跳了。
我的7107表头是一个子都不跳的，用的是4M晶振加CD4060振荡分频生成的125KHz频率。
不仅仅是7107表头，我用7135做的4位半表头也是一个字都不跳的，用的也是晶振分频生成的125KHz频率。
如果是成品PCB组装的7107表头，最简单的加晶振的方法就是到市场上找100K的低频率晶振，然后参考下图连接：
当然，如果PCB上空间允许，用CD4060的典型电路配合2M或者4M的高频晶振然后再分频出来125KHz，效果会更好更稳定一些。