数字电压表的设计
基于51单片机的直流数字电压表设计

基于51单片机的直流数字电压表设计概述:直流数字电压表是一种用于测量直流电压的仪器,它通过将电压信号转换为数字形式,并显示在数码管上,实现对电压的准确测量。
本文将介绍基于51单片机的直流数字电压表的设计原理和实现方法。
一、设计原理:1.1 电压信号采集:直流数字电压表的第一步是采集待测电压信号。
常用的采集方法是使用一个分压电路将待测电压降低到合适的范围,再通过运算放大器将其放大到合适的电平。
51单片机的模拟输入引脚可以接受0-5V的模拟电压信号,因此可以直接将放大后的信号接入单片机进行采集。
1.2 模数转换:采集到的模拟电压信号需要经过模数转换(A/D转换)才能被单片机读取和处理。
51单片机内部集成了一个10位的A/D转换器,可以将输入的模拟电压转换为相应的数字量。
通过设置不同的参考电压和采样精度,可以实现对不同电压范围的准确测量。
1.3 数码管显示:经过模数转换后,得到的数字量需要通过数码管进行显示。
51单片机的IO口可以通过控制段选和位选的方式,将数字量转换为相应的数码管显示。
可以根据需要选择常用的七段数码管或者液晶显示屏进行显示。
二、设计实现:2.1 硬件设计:硬件设计包括电路原理图设计和PCB布局设计两个部分。
电路原理图设计主要包括电压采集电路、运算放大器、A/D转换器和数码管驱动电路等部分。
PCB布局设计需要考虑信号的走线和电源的分布,以保证电压信号的准确采集和显示。
在设计过程中,需要注意地线和信号线的分离,以减少干扰。
2.2 软件设计:软件设计主要包括单片机的程序编写和调试。
首先需要编写采集模拟电压信号和进行A/D转换的程序,将转换后的数字量存储在单片机的内部存储器中。
然后编写数码管驱动程序,将存储的数字量转换为相应的数码管显示。
最后,通过按键或者旋转编码器等方式,可以实现对量程和精度的选择。
三、设计优化:3.1 精度优化:为了提高直流数字电压表的测量精度,可以采用更高精度的A/D转换器,增加参考电压的精度,或者通过校准电路对测量误差进行校正。
数字电压表的设计毕业论文

数字电压表的设计毕业论文数字电压表的设计摘要:本文主要介绍了数字电压表的设计。
首先介绍了数字电压表的基本原理和功能,然后详细讲解了数字电压表的硬件设计和软件设计。
硬件设计包括电路设计和元器件选择,软件设计包括程序设计和界面设计。
最后对数字电压表进行了实验验证,并总结了设计过程中的经验和教训。
1. 引言数字电压表是一种常用的电子测量仪器,广泛应用于工业控制、科研实验和电子维修等领域。
本文将介绍一种基于单片机的数字电压表的设计方案。
2. 基本原理和功能数字电压表的基本原理是通过采集电压信号并将其转换成数字信号,然后通过显示器显示出来。
数字电压表的功能包括测量电压值、显示电压值、单位切换、数据保存等。
3. 硬件设计3.1 电路设计数字电压表的电路设计主要包括信号采集电路、信号转换电路和显示电路。
信号采集电路负责将待测电压信号转换成电压信号,信号转换电路负责将电压信号转换成数字信号,显示电路负责将数字信号显示出来。
3.2 元器件选择在数字电压表的设计中,元器件的选择非常重要。
需要选择合适的电阻、电容、集成电路等元器件,以确保电路的稳定性和精确度。
4. 软件设计4.1 程序设计数字电压表的程序设计主要包括信号采集程序、信号转换程序和显示程序。
信号采集程序负责采集电压信号,信号转换程序负责将电压信号转换成数字信号,显示程序负责将数字信号显示出来。
4.2 界面设计数字电压表的界面设计主要包括显示界面和操作界面。
显示界面负责将数字信号以合适的格式显示出来,操作界面负责提供操作按钮和设置选项。
5. 实验验证为了验证数字电压表的设计方案的准确性和可靠性,进行了一系列实验。
实验结果表明,设计方案能够准确测量电压值并显示出来。
6. 经验总结在数字电压表的设计过程中,我们遇到了一些问题和挑战。
通过实践和总结,我们得出了一些经验和教训。
例如,在硬件设计中,需要注意电路的稳定性和精确度;在软件设计中,需要考虑程序的效率和界面的友好性。
基于单片机的数字电压表设计

基于单片机的数字电压表设计一、引言在电子测量领域中,电压表是一种常用的测量仪器,用于测量电路中的电压值。
传统的模拟电压表由于精度低、读数不便等缺点,逐渐被数字电压表所取代。
数字电压表具有精度高、读数直观、抗干扰能力强等优点,广泛应用于工业自动化、电子设备检测、实验室测量等领域。
本文将介绍一种基于单片机的数字电压表设计方案,详细阐述其硬件电路设计、软件编程实现以及系统性能测试。
二、系统总体设计方案(一)设计要求设计一款基于单片机的数字电压表,能够测量 0 5V 的直流电压,测量精度为 001V,具有实时显示测量结果的功能。
(二)系统组成本数字电压表系统主要由以下几个部分组成:1、传感器模块:用于将输入的电压信号转换为适合单片机处理的电信号。
2、单片机模块:作为系统的核心,负责对传感器采集到的数据进行处理和计算,并控制显示模块显示测量结果。
3、显示模块:用于实时显示测量的电压值。
三、硬件电路设计(一)传感器模块选用 ADC0809 作为模数转换芯片,它具有 8 个模拟输入通道,可以将 0 5V 的模拟电压转换为 8 位数字量输出。
(二)单片机模块选择 AT89C51 单片机作为控制核心,它具有 4K 字节的 Flash 程序存储器和 128 字节的随机存取数据存储器。
(三)显示模块采用液晶显示屏(LCD1602)作为显示器件,它能够清晰地显示数字和字符信息。
四、软件编程实现(一)编程语言选择使用 C 语言进行编程,C 语言具有语法简洁、可移植性强等优点。
(二)主程序流程主程序首先进行系统初始化,包括单片机端口初始化、LCD1602 初始化、ADC0809 初始化等。
然后启动 ADC0809 进行模数转换,读取转换结果并进行数据处理,计算出实际的电压值。
最后将电压值发送到 LCD1602 进行显示。
(三)模数转换子程序ADC0809 的转换过程通过控制其启动转换引脚(START)和读取转换结束引脚(EOC)来实现。
数字电压表的课程设计

数字电压表的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字电压表的工作原理,掌握其基本组成部分及功能;2. 学会使用数字电压表进行电压测量,并能正确读取测量数据;3. 了解数字电压表在电子测量领域中的应用。
技能目标:1. 能够正确连接和操作数字电压表,进行电压测量;2. 培养学生观察、分析、解决问题的能力,通过实践操作,提高动手能力;3. 学会对测量数据进行处理,具备初步的数据分析能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子测量的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的合作精神,学会在团队中共同完成任务;3. 增强学生的安全意识,遵守实验室操作规程,爱护实验设备。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够明确数字电压表的工作原理,掌握其使用方法;2. 学生能够独立完成电压测量实验,正确读取测量数据,并进行简单的数据处理;3. 学生在课程学习中,表现出积极的合作态度和良好的安全意识,对电子测量产生浓厚兴趣。
二、教学内容根据课程目标,本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 数字电压表基本原理与组成- 电压表的定义及分类- 数字电压表的工作原理- 数字电压表的组成部分及功能2. 数字电压表的使用方法与操作- 数字电压表的选择与连接- 电压测量方法与步骤- 测量数据的读取与处理3. 数字电压表的应用与实践- 数字电压表在电子测量中的应用案例- 实验操作:电压测量实践- 数据分析:处理测量数据,探讨实验现象教学大纲安排如下:1. 引入数字电压表的概念,介绍其工作原理及分类(第1课时)2. 讲解数字电压表的组成部分及功能,进行实物展示(第2课时)3. 指导学生掌握数字电压表的使用方法,进行实践操作(第3-4课时)4. 课堂讨论:数字电压表在电子测量中的应用,分析实验数据(第5课时)教学内容关联教材章节:1. 数字电压表基本原理与组成:教材第X章2. 数字电压表的使用方法与操作:教材第X章3. 数字电压表的应用与实践:教材第X章三、教学方法针对数字电压表的教学内容,选择以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:- 对数字电压表的基本原理、组成部分和功能进行系统讲解,结合教材第X章内容,通过PPT展示,使学生建立完整的理论知识框架。
基于单片机的数字电压表的课程设计

基于单片机的数字电压表的课程设计一、引言在电子测量领域,电压表是一种常见且重要的测量工具。
传统的模拟电压表存在精度低、读数不直观等缺点,而数字电压表则凭借其高精度、高稳定性和直观的数字显示等优势,在电子测量中得到了广泛的应用。
本课程设计旨在基于单片机设计一款数字电压表,以实现对直流电压的准确测量和数字显示。
二、设计要求1、测量范围:0 5V 直流电压。
2、测量精度:优于 01V 。
3、显示方式:四位数码管显示。
4、具备超量程报警功能。
三、系统总体设计本数字电压表系统主要由单片机最小系统、A/D 转换模块、数码管显示模块和报警模块组成。
单片机最小系统作为控制核心,负责整个系统的运行和数据处理。
A/D 转换模块将输入的模拟电压转换为数字量,供单片机读取。
数码管显示模块用于显示测量的电压值。
报警模块在测量电压超过设定范围时发出报警信号。
四、硬件设计1、单片机最小系统选用 STC89C52 单片机,其具有性能稳定、价格低廉等优点。
最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
2、 A/D 转换模块采用 ADC0809 芯片进行 A/D 转换。
ADC0809 是 8 位逐次逼近型A/D 转换器,具有 8 个模拟输入通道,能够满足本设计的需求。
3、数码管显示模块使用四位共阳极数码管进行电压显示。
通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选,实现数字的显示。
4、报警模块采用蜂鸣器作为报警元件,当测量电压超过 5V 时,单片机输出高电平驱动蜂鸣器发声报警。
五、软件设计软件部分主要包括主程序、A/D 转换子程序、数据处理子程序和显示子程序等。
1、主程序负责系统的初始化,包括单片机端口设置、A/D 转换器初始化等。
然后循环调用 A/D 转换子程序、数据处理子程序和显示子程序,实现电压的测量和显示。
2、 A/D 转换子程序控制 ADC0809 进行 A/D 转换,并读取转换结果。
3、数据处理子程序将 A/D 转换得到的数字量转换为实际的电压值,并进行精度处理。
数字电压表的设计

目录一、设计方案 (2)(一)、设计要求 (2)(二)、设计方案 (2)1、由数字电路及芯片构建 (2)2、由单片机系统及A/D转换芯片构建 (2)(三)、系统设计的组成框图 (3)二、单元电路器件的选择 (3)(一)、单片机AT89C51 (3)(二)、A/D芯片的选择 (5)(三)、LED显示器件简介 (6)三、硬件电路系统的设计 (7)(一)、硬件电路系统的接口设计 (7)1、 AT89C51单片机和数码管显示电路的接口设计 (7)2、 A/D转换电路的接口设计 (7)(二)、硬件电路系统模块的设计 (7)1、单片机系统 (7)2、时钟电路 (8)3、复位电路 (8)4、显示电路设计 (9)(三)、总电路图 (10)四、系统软件程序的设计 (10)五、系统调试 (13)六、心得体会 (15)参考文献: (15)数字电压表的设计(电子信息工程技术专业电信09(1)班,xxx)摘要:设计采用AT89C51单片机、A/D转换器ADC0808和共阳极数码管为主要硬件,分析了数字压表Proteus软件仿真电路设计及编程方法。
将单片机应用于测量技术中,采用ADC0808将模拟信号转化为数字信号,用AT89C51实现数据的处理,通过数码管以扫描的方式完成显示。
设计的数字电压表可以测量0~5 V的电压值,AT89C51为8位单片机,当ADC0808的输入电压为5 V时,输出数字量值为+4.99 V。
本设计电路简单、成本低、性能稳定。
关键字:AT89C51单片机;A/D转换器ADC0808;数字电压表;Proteus仿真软件一、设计方案(一)、设计要求利用单片机AT89C51与ADC0808设计一个数字电压表,将模拟信号0~5 V之间的电压值转换成数字量信号,以两位数码管显示,并通过虚拟电压表观察ADC0808模拟量输入信号的电压值,LED数码管实时显示相应的数值量。
(二)、设计方案设计数字电压表有多种的设计方法,方案是多种多样的,由于大规模集成电路数字芯片的高速发展,各种数字芯片品种多样,导致对模拟数据的采集部分的不一致性,进而又使对数据的处理及显示的方式的多样性。
基于单片机的数字电压表设计

基于单片机的数字电压表设计数字电压表在电子技术中使用非常广泛,可以用来测量电路中的直流电压、交流电压以及各种信号的幅度等等。
基于单片机的数字电压表实现了数字电压的读取和显示,具有精确、稳定、易操作等特点,下面将介绍基于单片机的数字电压表的设计原理及实现方法。
一、系统结构基于单片机的数字电压表主要是由程序控制模块、模数转换模块和数字显示模块组成。
程序控制模块主要用来完成开机、校准、测试、功能选择等功能;模数转换模块主要将电压信号转换成数字量,供数字显示模块使用;数字显示模块主要将转换后的数字量显示在LCD液晶屏上。
二、硬件设计1.电源电路电源电路主要用来为电路提供稳定的电压和电流,本电路采用稳压电源芯片LM7805实现,稳压芯片输入端连接外部DC12V/1A电源,输出端连接电路板上的整个电路。
2.输入电路输入电路主要用来将被测电源的电压传递给单片机,常规情况下采用分压电路实现。
在本电路中,电阻R1和电容C1为RC滤波电路,起到滤波作用,防止干扰信号的影响;电阻R2是分压电路中的电阻,它根据电压值的不同设置不同的值,以保证被测电压在单片机内部转换过程中不会对单片机产生影响。
3.单片机模块单片机模块是系统的核心部分,本电路中选用STM32F103C8T6单片机实现模数转换和数码管控制,使用C 语言编写程序,通过模拟输入端口读取电压并进行模数转换,将得到的数字使用查表法将其转换为数码管控制脉冲,控制数码管的亮灭实现数字显示。
4.数字显示模块数字显示模块主要由七段数码管、LCD液晶屏幕、导线和电容等器组成,七段数码管用于展示测量到的电压大小,LCD 液晶屏用于展示功能选项、单位等信息。
导线是电路板内部连接线路,电容等器用来平滑电压波动。
三、软件设计1.引脚定义在程序中首先定义STM32F103C8T6单片机内存地址、输入输出引脚和电平状态,其中A0口用来读取被测电压;B0-B7口用来控制七段数码管的亮灭;C0口用来输出PWM,控制风扇的旋转速度;D0口用来控制蜂鸣器的开启和关闭。
数字电压表的设计方案

数字电压表的设计方案1. 引言数字电压表(Digital Voltmeter,简称DVM)是一种能够直接显示电压值的测量仪器。
它与传统的模拟电压表相比,具有精确度高、稳定性好、便于读取等优势。
本文将介绍一种基于集成电路的数字电压表的设计方案。
2. 设计原理数字电压表的设计基于模数转换技术,通过将输入的模拟电压信号转换为数字形式,并经过一系列处理后显示在数码管上。
通常的设计流程包括采样、量化、编码和显示四个步骤。
2.1 采样采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
在数字电压表中,采样过程通过使用一个模拟-数字转换器(ADC)来完成。
常见的ADC电路有逐次逼近型和闩锁型等,根据需求选择合适的ADC器件。
2.2 量化量化是将采样得到的模拟信号分为若干个不同电平的过程。
量化过程中,转换器将模拟信号映射到一个有限数量的离散值,通常为二进制数。
量化级别的选择会影响数字电压表的精度和分辨率。
2.3 编码编码是将量化后的模拟信号转换为与数码管对应的数字形式的过程。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
编码器可以是硬件电路,也可以是通过程序实现的软件算法。
2.4 显示显示是将编码后的数字信号以可读的形式呈现出来的过程。
在数字电压表中,常用的显示器件是七段数码管。
数码管的控制可以通过驱动电路来实现,同时需要考虑亮度控制和多位数显示的问题。
3. 系统组成数字电压表的系统组成主要包括模拟前端、模数转换、显示部分等。
3.1 模拟前端模拟前端是将待测电压信号处理成可以输入到模数转换器的范围内。
模拟前端通常包括电阻分压器、跨导放大器、滤波器等模块,其目的是将输入信号的幅度范围缩放到ADC的输入电压范围内。
3.2 模数转换模数转换是将模拟电压信号转换为数字信号的过程。
在数字电压表中,常用的模数转换器有逐次逼近型和闩锁型。
模数转换器的选择要考虑精度、速度、功耗等因素。
3.3 显示部分显示部分是将数字信号以可读的形式显示出来。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
数字电压表的设计刘英电子信息科学与技术专业学号:040524097指导老师:熊中朝摘要:数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。
以数字电压表为核心扩展成的各种数字化仪表几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化系统等各个领域。
本设计采用CMOSS集成电路芯片CC7106来进行A/D转换,属于双积分型直流数字电压表。
该数字电压表采用LCD显示,除具有一般数字电压表读数直观准确、测量速度快、输入阻抗大、测量范围宽之外,还具有读数保持的功能。
电路特点是成本低,简单,体积小,安全性好,可扩展性强。
关键词:数字电压表;132位;A/D转换;液晶显示Design of a Digital VoltmeterLiu YingElectronic information science and technology No: 040524097Tutor: Xiong Zhong-chaoAbstract:Digital voltmeter(DVM)is the core and fundamental of many digital meters. The digital meters derive from DVM almost covers all the measuring fields. This design employs the CMOS large scale integrated circuit CC7106 as the A/D converter of the DVM, thus it is a dual-integrating direct current DVM. This DVM utilizes liquid crystal display, besides advantages of accuracy and direct readings, high speed measurement, high impedance, a vast measuring range, it also has the function of readings hold. The characteristics of this design are low cost, simple, small size, high security.Key words: DVM;132bit; ADC; LCD目录摘要 (1)1引言 (3)2数字电压表原理框图 (4)3单元电路设计 (4)3.1双积分式A/D转换器CC7106 (4)3.2输入电路 (8)3.3 CC7106外围电路 (9)3.3.1振荡电路 (9)3.3.2 基准电压电路 (10)3.3.3 积分电路 (11)3.4 显示部分 (11)3.4.1132位液晶显示器 (12)3.4.2 小数点驱动电路 (12)3.5 读数保持功能电路 (13)4 总电路图 (13)5 总结 (15)参考文献 (15)1 引言数字电压表简称DVM,是采用数字化测量的电压仪表。
数字电压表与模拟电压表相比,具有读数直观、准确,显示范围宽、分辨力高,输入阻抗大,集成度高、功耗小、抗干扰能力强,可扩展能力强等特点,因此在电压测量、电压校准中有着广泛的应用。
数字电压表也是诸多数字化仪表的核心与基础。
以数字电压表为核心扩展成的各种数字化仪表几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化系统等各个领域。
数字电压表按测量功能可分为直流数字电压表和交流数字电压表。
数字电压表一般由模拟部分和数字部分组成,模拟部分主要功能是获取电压并将其转换为相应的数字量,数字部分完成逻辑控制、译码和显示等功能。
数字电压表的核心是A/D转换器,由A/D转换器工作原理的不同,数字电压表又可分为逐次比较型和双积分型。
电压表的主要技术指标:●测量范围数字电压表的测量范围通常以基本量程为基础,借助于衰减器扩展量程。
●输入阻抗数字电压表的输入阻抗主要由衰减器的阻抗决定。
●显示位数数字电压表的显示位数是指完整显示位,既能够显示0~9十个数字的那些位。
●测量速度测量速度是指每秒对被测电压的测量次数,或一次测量过程所需的时间,它主要取决于A/D转换器的转换速率。
●分辨率分辨率是数字电压表能够显示被测电压的最小变化值,即显示器末位跳一个数字所需的最小输入电压值。
当今,数字电压表正进入一个蓬勃发展的新时期,一方面它开拓了电子测量领域的先河,另一方面它本身正朝着高准确度、智能化、低成本的方向发展。
此外,数字电压表在安装工艺、外观设计、安全性、可靠性等方面也在不断改进,日臻完善。
本设计采用CMOS大规模集成电路芯片CC7106来进行A/D转换,属于双积分型直流数字电压表。
该数字电压表采用LCD显示,除具有一般数字电压表读数直观准确、测量速度快(2.5次/s)、输入阻抗大(10MΩ)、测量范围宽(分5个量程挡,分别为200mV、2V、20V、200V、1000V)之外,还具有读数保持的功能。
电路特点是成本低,简单,体积小,安全性好,可扩展性强(只需加上各种转换器就可构成万用表)。
2 数字电压表原理框图一般数字电压表的组成框图如图(1)所示。
输入电路一般由分压电路、具有高输入阻抗的源极跟随器和放大电路组成,其作用是对量程进行扩展和阻抗变换等;A/D 转换器将被测电压转换成与之成比例的数字量;计数器完成对数字量的累计;显示电路作用是对计数结果进行寄存、译码并驱动显示器显示测量结果。
随着集成电路技术的发展,现在已有多种专用的A/D 转换芯片,如本设计中采用的CC7106,这些集成芯片往往具有A/D 转换、计数、逻辑控制等多项功能,因此只需少量的外围电路即可构成数字电压表。
模拟部分数字部分图(1)3 单元电路设计3.1 双积分式A/D 转换器CC7106(1)双积分式A/D 转换的基本原理所谓双积分就是在一个测量周期内要进行两次积分:首先,对被测电压x V 进行定时积分,然后对基准电压REF V 进行定值积分。
通过两次积分比较,将x V 变换成与之成正比的时间间隔;然后,在这个时间间隔内对固定频率的时钟脉冲计数,计数的结果正比于被测电压的数字量。
双积分式A/D 转换器的组成框图和积分电路的波形如图(2)所示。
(a )(b) 图(2)两次积分的过程如下:1)对被测电压定时积分设t=1t 时,开关1S 接通被测电压—x V ,积分器1A 对—x V 进行正向积分其输出电压O V 线性上升,一旦O V ≥0,则过零比较器2A 翻转,输出从低电平跳到高电平,打开闸门,时钟脉冲进入计数器计数,经过预定时间1T 或达到计数器预置的数1N 后,在计数器溢出(即t=2t )时,产生溢出脉冲,该溢出脉冲通过逻辑控制电路使开关1S 接通基准电压REF V ,则定时积分阶段结束。
定时积分结束时积分器的输出电压211101t x x OM x t V V N V V dt T RC RC RC f -=-==⎰ (1) 式中,0f 为计数脉冲的频率,1N 为计数器的预置数。
2)对基准电压定值积分设t=2t 时,开关1S 接通基准电压REF V 。
积分器2A 对REF V 做反向积分,其输出电压O V 线性下降。
当O V 下降到O V ≤0(即t=3t )时,过零比较器2A 再次翻转,输出从高电平跳到低电平,闸门关闭,停止计数,逻辑控制电路是开关2S 闭合,积分电容C 快速放电,积分器恢复到零状态,则定值积分阶段结束。
定值积分结束时积分器的输出电压为3221t REF O OM REF OM t V V V V dt V T RC RC -⎡⎤=+=-⎢⎥⎣⎦⎰ (2) 式中,2T 为定值积分的时间,可以通过计数器累计的时钟脉冲2N 来计算,即2T =2N /o f (3)将其代入式(2)得2REF OM V V T RC=(4) 由式(1)和式(4)得2211REF x REF T V V V N T N == (5) 可见,只要适当选择REF V /1N 的比值,被测电压x V 的值就可直接以计数值2N 来表示。
(2)CC7106芯片内部结构及引脚功能CC7106是CMOS 大规模集成电路芯片,它将模拟电路与数字电路集成在一个有40个功能端的电路内,所以只需外接少量元器件就可组成一个31/2位数字电压表。
若接上各种转换器就可构成各种数字式测量仪表。
CC7106的原理图及功能引脚功能如图3所示。
图中,驱动电路由多个异或门构成,可直接驱动液晶显示器;a 1~g1、a 2~g2、a 3~g3分别为个位、十位和百位的笔段驱动端;bc4接千位“1”字的b 、c 段;PM 为负极行指示输出,接千位的g 段,当PM 为负值时,显示负号;BP 端输出50Hz 方波信号,驱动液晶显示器的背面公共电极;REF V +、REF V -为基准电压输入端;REF C 为基准电容端;COM 为模拟信号公共端;INT 为积分输出端,接积分电容;BUF 为缓冲器输出端,接积分电阻;AZ 为积分器和比较器的反向输入端,接自校零电容;TEST 为数字逻辑地端,此外,还用来测试显示器的笔段。
DD V 、EE V 为电源正负极,单电源供电,通常接+9V 。
IN + IN -为模拟信号输入端。
1OSC ~3OSC 为时钟振荡器的引出端,主振频率OSC f 由外接11R C 的值决定,即O S C f =0.45/11R C (6)CC7106计数器的时钟脉冲CP f 是主振频率OSC f 经4分频得到的,由式(6)可得11110.4544CP OSC f f R C == (7) 设CC7106一次A/D 转换所需时钟脉冲的总数为N ,则一次转换所需时间 T=N/CP f =4N/OSC f (8)图(3)-a CC7106的引脚图图(3)-b CC7106的原理图3.2 输入电路一般电子电压表中,输入电路采用高输入阻抗的场效应管跟随器或三极管阴极跟随器以提高电压表输入阻抗,后接放大器以提高电压表灵敏度。
测量高直流电压时,输入端接入由电阻网络组成的分压电路。
由于本设计采用了CC7106来进行A/D 转换,且CC7106输入阻抗很大,所以输入电路部分不需采用源极跟随器来提高输入阻抗,电压表的输入阻抗将由电阻衰减网络决定。
输入电路部分原理图如图(4)所示1R ~5R 组成的电阻衰减网络及开关1S 实现量程的手动转换,各挡量程分别为200mV 、2V 、20V 、200V 和1000V ,其中200mV 为基本量程,电压表的输入阻抗1234510i R R R R R R M =++++=Ω。
CC7106输入端的最大允许输入电压不得大于电源电压(9V ),否则芯片很容易被损坏。