课程设计报告 直流数字电压表设计.
数字电压表的课程设计

数字电压表设计报告一、设计目的作用数字电压表的基本原理,是对直流电压进行模数转换,其结果用数字直接显示出来,按其基本工作原理可分为积分式和比较式两大类。
熟悉集成电路MC14433,MC1413,CD4511和MC1403的使用方法,并掌握其工作原理。
二、设计要求(1).设计数字电压表电路(2).测量范围:直流电压0V-1.999V,0V-19.99V,0V-199.9V,0V-1999V; (3).画出数字电压表电路原理图,写出总结报告。
三、设计的具体实现(一)、系统概述数字电压表是将被测模拟量转换为数字量,并进行实时数字显示的数字系统。
该系统(如图1所示)可由MC14433--321位A/D 转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、CD4511 BCD 到七段锁存-译码-驱动器、能隙基准电源MC1403和共阴极LED 发光数码管组成。
本系统是321位数字电压表,321位是指十进制数0000~1999,所谓3位是指个位、十位、百位,其数字范围均为0~9。
而所谓半位是指千位数,它不能从0变化到9,而只能由0变到1,即二值状态,所以成为半位。
各部件的功能如下:(1)321A/D 转换器:将输入的模拟信号转换成数字信号。
(2)基准电源:提供精密电压,供A/D 转换器作参考电压。
(3)译码器:将二-十进制(BCD )码转换成七段信号。
(4)驱动器:驱动显示器的a,b,c,d,e,f,g 七个发光段,推动发光数码管(LED )进行显示。
(5)显示器:将译码器输出的七段信号进行数字显示,读出A/D 转换结果。
图 1工作过程如下:321数字电压表通过位选信号DS 1~DS 4进行动态扫描显示,由于MC14433电路的A/D 转换结果是采用BCD 码多路调制方法输出,只要配上一块译码器,就可以将转换结果以数字方式实现四位数字的LED 发光数码管动态扫描显示。
DS 1~DS 4输出多路调制选通脉冲信号,DS 选通脉冲为高电平,则表示对应的数位被选通,此时该位数据在Q 0~Q 3端输出。
数字电压表课程设计实验报告

自动化与电气工程学院电子技术课程设计报告题目数字电压表的制作专业班级学号学生姓名指导教师二○一三年七月一、课程设计的目的与意义1.课程设计的主要目的,是通过电子技术综合设计,熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法。
2.同时了解双积分式A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能,熟悉集成电路ICL7107构成直流数字电压表的使用方法,并掌握其在电路中的工作原理。
3.通过设计也有助于复习和巩固以往的模电、数电内容,达到灵活应用的目的。
在完成设计后还要将设计的电路进行安、调试以加强学生的动手能力。
在此过过程中培养从事设计工作的整体观念。
4.利用双积分式A/D转换器ICL7107设计一数字电压表,量程为-1.99—+1.99,通过七段数码管显示。
二、电路原理图数字电压表原理图三、课程设计的元器件1.课程设计所使用的元器件清单:2.主要元器件介绍(1)芯片ICL7107:ICL7107的工作原理双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。
它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分,将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔,然后利用脉冲时间间隔,进而得出相应的数字性输出。
它的原理性框图如图所示,它包括积分器、比较器、计数器,控制逻辑和时钟信号源。
积分器是A/D转换器的心脏,在一个测量周期内,积分器先后对输入信号电压和基准电压进行两次积分。
比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较,比较的结果作为数字电路的控制信一号。
时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。
它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。
其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。
ICL7106A/D转换器原理图计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。
控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。
分频器用来对时钟脉冲逐渐分频,得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。
直流数字电压表设计实验报告

洛阳理工学院实验报告
系部计算机系班级B1
40502 学号B1405022
6
姓名韩亚辉
课程名称单片机原理及应用实验日期2016/6/1 实验名称直流数字电压表设计成绩
实验目得:掌握LED动态显示与A/D转换接口设计方法。
实验条件:装有Keil u Vision3编译软件与ISIS7Professional仿真软件得电脑。
一、实验要求:
(1)数码管动态显示编程;
(2)A/D转换查询法编程;
(3)考察延时量对动态显示效果得影响。
二、实验步骤:
(1)提前阅读与实验7相关得阅读材料;
(2)参照实验原理图,在ISIS中完成电路原理图得绘制;
(3)采用uVision3进行C51动态显示与A/D转换得编程及调试;
三、运行结果:
仿真运行截图如下图所示:
四、实验程序代码:
#include<reg51、h>
sbit _clk=P2^4;
sbitALE=P2^5;
sbit _st = P2^5; //定义AD启动位,_st
sbit _eoc = P2^6; //定义AD结束位,_eoc
sbit _oe = P2^7; //定义AD使能位,_oe
sbit led0 = P2^3; //定义数码管最低位,led0
sbit led1 = P2^2;//定义数码管第二位,led1
sbit led2= P2^1;//定义数码管第三位,led2ﻩ
unsigned char ad_result=0; //定义AD转换结果变量,ad_result。
数字电压表设计报告

一、课程内容介绍:数字电压表是用来测量信号电压的装置。
它可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的电压。
在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中,经常要用到数字电压表。
本设计是设计一个三位直流数字电压表。
由于其用十进制数显示,测量迅速、精度高、显示直观,一次数字电压表得到广泛的使用。
二、总体设计1、实验目的设计制作一个具有数字显示功能的数字电压表。
该数字电压表能对日常电子线路中的电压进行方便的测量。
2、实验设计要求与内容1) 本设计要求从测试端输入0-51V的电压,经90K和10K电阻分压,送ADC0804输入端,所以实际输入电压是测试端的十分之一。
经89C2051处理,在D3、D2、D1三个七段显示。
2) 本电路ADC0804最大转换值为0FFH(255),对应输入电压是5.1V,对应测试端电压(显示电压)51V。
3) 若测试端输入为4V,实际进入ADC0804为0.4Va) 经A/D转换后为14Hb) 14H经十进制转换后为0020,则令R4=00,R5=20c) 将0020*2=0040,令R4=00,R5=40d) 将数字点设在D2上,D4 D3 D2 D1分别显示为0 0 4 04) 本电路省略D4,只显示D3 D2 D15)总体设计框图:3、实验技术指标1) 被测量信号电压范围:0-51V2) 测量精度:测量显示3为有效数字3) 分辨率:5.1V/2^8注意:在画PCB的时候要注意将晶振,即Y1,C4,C5,一起布置在芯片AT89C2051旁边,还有电容C2,C3也要靠近芯片AT89C2051,这样才能有效显示结果。
4、设计提示1) 本设计要求从测试端输入0-51V的电压,经90K和10K电阻分压,送ADC0804输入端,所以实际输入电压是测试端的十分之一。
经89C2051处理,在D3、D2、D1三个七段显示器显示。
2)本电路ADC0804最大转换值=0FFH(255),对应输入电压是5.1V,对应测试端电压(显示电压)是51V。
(最新版)简易数字直流电压表的设计毕业毕业课程设计

(最新版)简易数字直流电压表的设计毕业毕业课程设计目录第1章绪论 (3)第2章设计总体方案 (4)2.1设计要求 (4)2.2 设计思路 (4)2.3 设计方案 (4)第3章硬件电路设计 (5)3.1 AD转换模块 (5)3.1.1 逐次逼近型AD转换器原理 (5)3.1.2 ADC0808 主要特性 (6)3.1.3ADC0808的外部引脚特征 (6)3.1.4 ADC0808的内部结构及工作流程 (7)3.2 单片机系统 (9)3.2.1 AT89C51性能 (9)3.2.2 AT89C51各引脚功能 (9)3.3 复位电路和时钟电路 (10)3.3.1 复位电路设计 (10)3.3.2 时钟电路设计 (11)3.4 LED显示系统设计 (12)3.4.1 LED基本结构 (12)3.4.2 LED显示器的选择 (12)3.4.3 LED译码方式 (13)3.4.4 LED显示器与单片机接口设计 (14)3.5 总体电路设计 (14)第4章程序设计 (16)4.1 程序设计总方案 (16)4.2 系统子程序设计 (16)4.2.1 初始化程序 (16)4.2.2 AD转换子程序 (16)4.2.3 显示子程序 (17)4.2.4程序代码 (17)第5章总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)第1章绪论什么是数字电压表?数字电压表就是采用数字化技术,把需要测量的直流电压转换成数字形式,并显示出来。
通过单片机技术,设计出来的数字电压表具有精度高,抗干扰能力强的特点。
通过网上资料显示,目前由各种AD转换器构成的数字电压表已经广泛的应用于电工测量,工业自动化仪表等各个领域。
在电量的测量中,电压、电流和频率是最基本的三个被测量,其中电压量的测量最为经常。
而且随着电子技术的发展,更是经常需要测量高精度的电压,所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。
数字电压表简称DVM,它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
直流数字电压表的课程设计

3 元器件的介绍· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 5
3.1 课程设计器材和供参考选择的元器件· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 3.2 3 A/D 转换器 MC14433· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·5 2 3.3 MC14433 引脚功能说明· 8 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3.4 七段锁存—译码—驱动器 MC4511· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 10 3.5 七路达林顿驱动器阵列 MC1413· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 12 3.6 高精度低漂移能隙基准电源 MC1403· 12 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
5 课程设计报告结论· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·13
实验7.直流数字电压表设计
TL0=0x9c;
ET0=1;//打开T0中断
TR0=1;//启动定时器0
EA=1;//打开全局中断
while(1)
{
ST=0;//发出启动脉冲信号
delay(10);
=1;
delay(10);
ST=0;
while(EOC==1);//查询结束状态
delay(100);
uchar code duanma[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0-9数码管段码
sbit p2_3=P2^3;//定义数码管四个位选位
sbit p2_2=P2^2;
sbit p2_1=P2^1;
sbit p2_0=P2^0;
OE=1;//OE置1信号
i=P1;//将A/D结果赋值给i
display();//输出A/D结果
delay(10);
OE=0;//OE置0信号
}
}
/*T0中断函数*/
time()interrupt 1
{
ET0=0;//关闭定时器0中断
TR0=0;//关闭定时器0
TH0=0x9c;//T0装入初值
TL0=0x9c;
(2)A/D转换查询法编程;
(3)考察延时量对动态显示效果的影响。
【实验步骤】
(1)提前阅读与实验7相关的阅读材料;
(2)参考图A.72~A.74;和表A.7,在ISIS中完成原理图的绘制;
(3)采用μVision3进行C51动态显示和A/D转换编程及调试。
【实验要求】
提交实验报告并包括如下内容:电路原理图、A/D转换原理分析、C51源程序(含注释语句)、仿真运行截图及实验小结。
实验七 直流数字电压表设计ex7
实验七直流数字电压表设计一、实验目的:掌握LED动态显示和A/D 转换接口设计方法。
二、实验原理:实验电路原理图如图A..94所示。
图中显示器采用4位共阴极数码管,并按动态显示方式接线。
A/D转换结束标志采用查询法检查,启动信号由软件模拟产生,时钟信号由Proteus的DClock信号发生器产生,频率为5kHz。
电位器的输出电压送到A/D转换器中转换,转换结果以十进制形式显示在数码管上。
调节电位器可使数码管的显示值发生相应变化。
图A.94 实验7的电路原理图三、实验内容:(1)、学习使用Proteus软件,掌握原理图绘图方法;(2)、学习使用Keil C软件,掌握C51程序编写与调试方法;(3)、理解动态显示与A/D转换工作原理,完成单片机电压采集与显示程序的编写与调试。
四、实验步骤:(1)、在Proteus中绘制电路原理图,按照表A.9将元件添加到编辑环境中;(2)、在Keil中编写C51程序,并使之编译通过;(3)、在Proteus中加载程序,观察仿真结果。
五、实验要求:提交的实验报告中应包括电路原理图、含注释内容的源程序及实验结果分析。
表A.9 实验7的元器件清单(2)、仿真结果:图1图2图3实验结果分析:本实验是使用A/D转换器将模拟信号(电位器输出电压)转换为数字信号,A/D转换器与80C51接在一起,转换结果通过80C51以十进制形式动态显示在四个共阴极数码管上,通过改变模拟信号大小可以显示0~255之间任意数据。
其中A/D转换器启动信号由软件模拟产生,时钟信号由Proteus的DClock信号发生器产生。
如图1,显示器显示“102”,当按RW1的右键时,显示器显示“99”;当按RW1的左键时,显示器显示“105”。
六、实验小结:通过这次实验了解了A/D转换器的工作原理和工作过程,掌握了数码管动态显示程序的编写,更加熟练了Proteus软件的使用和程序的编写。
数字电压表课程设计报告
湖南科技大学信息与电气工程学院课程设计报告课程单片机原理及应用题目:数字电压表专业:班级:姓名:学号:任务书1数字电压表的概述数字电压表(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。
传统的指针式电压表功能单一、精度低,不能满足数字化时代的需求,采用单片机的数字电压表,由精度高、抗干扰能力强,可扩展性强、集成方便,还可与PC进行实时通信。
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、自动测试系统等智能化测量领域,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。
重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
数字电压表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。
它显示清晰直观、读数准确,采用了先进的数显技术,大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件。
数字电压表是把连续的模拟量(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。
数字电压表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起,成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支,数字电压表标志着电子仪器领域的一场革命,也开创了现代电子测量技术的先河。
本设计采用了以单片机为开发平台,控制系采用AT89C52单片机,A/D转换采用ADC0809。
系统除能确保实现要求的功能外,还可以方便进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。
简易数字电压测量电路由A/D转换、数据处理、显示控制等组成。
模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点,但测量精度较差,特别是受表头精度的限制,即使采用0.5级的高灵敏度表头,读测时的分辨力也只能达到半格。
再者,模拟式电压表的输入阻抗不高,测高内阻源时精度明显下降。
直流电压表的设计实验报告
直流电压表的设计实验报告直流电压表的设计实验报告引言:直流电压表是一种测量电路中直流电压的仪器。
在电子工程领域中,直流电压表是一种常用的测试工具。
本实验旨在设计并制作一台简单实用的直流电压表,以便能够准确测量电路中的直流电压。
一、实验目的:本实验的目的是设计并制作一台直流电压表,通过实验验证其准确性和可靠性。
具体目标如下:1. 理解直流电压表的工作原理;2. 学会使用电流表、电阻器等元器件进行电路设计;3. 测试直流电压表的灵敏度和测量范围。
二、实验原理:直流电压表是基于毫伏表的原理设计的。
毫伏表是一种电压测量仪器,它通过将待测电压与已知电阻串联,通过测量电流大小来计算待测电压的值。
直流电压表的关键是选择合适的电阻值,以确保测量电流的幅度适中,既能够保证测量精度,又不会对待测电路产生明显的影响。
三、实验材料和仪器:1. 直流电源;2. 电流表;3. 电阻器;4. 连接线;6. 待测电路。
四、实验步骤:1. 将直流电源的正极与待测电路的正极连接,负极与待测电路的负极连接;2. 将电流表的正极与待测电路的正极连接,负极与电阻器的一端连接;3. 将电阻器的另一端与待测电路的负极连接;4. 打开直流电源,调节电压大小,观察电流表的读数;5. 记录电流表的读数和待测电压的实际值;6. 重复步骤4和步骤5,改变待测电压的大小,以验证直流电压表的准确性和可靠性。
五、实验结果和分析:通过实验测量,我们得到了一系列的待测电压和电流表的读数。
根据实验数据,我们可以绘制出待测电压和电流表读数的关系曲线。
通过分析曲线,我们可以得出以下结论:1. 直流电压表的灵敏度较高,能够准确测量待测电压的变化;2. 直流电压表的测量范围较广,能够满足大部分实际测量需求;3. 直流电压表的测量精度较高,能够满足精确测量的要求。
六、实验总结:通过本实验,我们成功设计并制作了一台直流电压表。
实验结果表明,该直流电压表具有较高的灵敏度、较广的测量范围和较高的测量精度。
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电子技术基础课程设计题目名称:直流数字电压表指导教师:唐治德学生班级:学号:学生姓名:评语:成绩:重庆大学电气工程学院2015年7月3日目录一、内容摘要二.课程设计任务与要求2.1设计目的2.2设计求三.设计思路和方案选择3.1 设计思路3.2 方案选择四.工作原理4.1 基本原理框图4.2 ICL7107的工作原理4.3原理图五.电路设计与仿真六、系统调试与结果分析6.1调试方法6.2测试结果分析六.元器件清单八、总结及心得体会九、参考文献内容摘要伴随着电子技术科学的发展,电子测量技术已成为广大电子技术工作者必须掌握的一门科学技术,同时对测量的精度和功能的有着更高的要求。
电压是电子测量的一个主要参数,由于电压测量在电子测量中的普遍性与重要性,因此对电压测量的研究与设计有着非常重要的意义。
本次设计的主要设计内容为三档直流电压表。
在设计过程中由于第一次接触这种芯片,对该芯片不是很熟悉,我们参阅了大量前人的设计,在此基础上,运用A / D转换器ICL7107构建了一个直流数字电压表。
本设计首先简要介绍了设计电压表的主要方式,然后详细介绍了直流数字电压表的设计流程和芯片的工作原理,本设计中我们展示了两种方案,手动换挡的自动换挡,在各方案中也给出了两种方案的优缺点。
同时也给出了硬件电路的设计细节,包括各部分电路的走向、芯片的选择以及方案的可行性分析等。
关键字:ICL7107芯片,数字电压表,A\D转换,比较器,CC4006双向模拟开关。
课程设计任务及要求2.1设计目的1、掌握双积分A/D转换的工作原理和集成双积分A/D转换器件的设计方法2、掌握常用数字集成电路的功能和使用2.2设计要求1.设计直流数字电压表2.直流电压测量范围:0V~1.999V,0V~19.99V,0V~199.9V。
3.直流输入电阻大于100kΩ。
4.画出完整的设计电路图,写出总结报告。
5.选做内容:自动量程转换。
设计思路和方案选择3.1设计思路根据设计要求和功能,我们考虑了多种可行性方案。
但是在设计过程中,小数点的点亮电路的设计遇到了很大的麻烦。
方案1:主要器件由芯片ICL7107和共阳极半导体数码管LED,其中换挡电路用的是分压原理,将电阻串联起来,不同的电阻端就是不同的档位。
小数点的点亮是直接吧小数点端直接接一个数字地,然后用三个开关分别来控制换挡时小数点的亮灭。
该方案特点:该方案小数点电路用的时直接接数字地的方法利用开关控制,换挡时也是通过手动控制来完成,这种方案电路简单、清楚易懂,同时测量的误差也很小,结果比较准确,但是电路实现起来比较复杂,开关过于繁琐,测量电路时不太方便。
方案2:考虑到直接使用直接吧小数点端链接到数字地上,使用开关来控制换挡时点亮小数点这种方案开关过多、换挡是过与繁琐。
在主要元器件没有变的前提下,采用比较器来从换挡端取信号比较后接到共阳极数码管的小数点端。
但是该方案开始时,测量的电压误差明显的增大,又通过一系列的调整和修改,最终通过参数的修改调整将测量误差控制在理想范围内。
该方案特点:该方案测量时比上一个方便多了,小数点电路不用单独控制,实现了小数点根据档位的要求自动点亮,测量误差也比较小。
当最终没有实现测量电路的自动换挡,要通过手动拨换档位。
方案三:选用了LM324运放和CC4066传输门,在通过方案二的修改后,小数点的问题基本解决了,想通过进一步的改善实现自动换挡。
电路能根据测量电压大小的不同,自动选择量程,点亮不同挡位时的小数点。
其中换挡电路是通过COMS传输门和比较器来实现的,先通过比较器比较输出接到传输门的C端,当输出为高电平时传输门CC4066导通。
该方案特点:该方案很大程度提升了测量的方便性,实现了测量的自动化。
自动换挡,不用人工去拨动开关。
但该方案中,经过我们的反复调试和修改后,比起前两个方案这个方案的测量结果有点偏大。
这次课程设计中我们吧方案二和方案三都做了,两个方案都展示了。
工作原理4.1 工作原理1)、基本原理框图直流数字电压表测量电路、双积分模数转换电路电路、数码显示电路和量程转换电路组成,原理框图如图1 所示。
图1直流数字电压表原理框图测量电路和量程转换将宽范围的输入直流电压变换为模数转换电路输入电压范围的直流电压,模数转换电路将其转换为数字量,送数码显示电路显示测量值。
双积分模数转换器(ADC)是间接型ADC。
它将取样电压转换为与之成正比的时间宽度,在此期间允许计数器对周期脉冲进行计数。
计数器的二进制数就是取样电压对应的数字量。
图2是双积分ADC的电路原理图。
电路主要由积分器、比较器、计数器、JK 触发器和控制开关组成。
由JK触发器的输出QS控制单刀双置开关选择积分器的输入电压。
当QS=0时,积分器对取样电压做定时积分;当QS=1时,积分器对基准电压-VREF做定压积分。
与-VREF电压极性相反,这里设取样电压为正,则-VREF为负。
2)、定时积分在确定的时间内对取样电压进行积分即是定时积分。
启动信号S 输入负窄脉冲(S=0),使计数器、JK 触发器QS 清零,开关S1选择取样电压作积分器输入。
同时开关S2闭合,使积分电容放电, =0。
负脉冲消失后(S=1),开关S2断开,积分器对取样电压做积分,积分器输出电压下降, ,比较器输出逻辑1。
允许n 位二进制计数器对周期脉冲CP 计数。
当进位C=1时,下一个CP 脉冲使计数器复零、JK 触发器QS=1,定时积分结束,定压积分开始。
取启动信号S 的负脉冲刚消失的时刻为时间零点,并设时钟脉冲CP 的周期为TCP 。
则对取样电压的积分时间T1为T 1=2n T CP是确定不变的。
积分器输出电压为⎰-=+-=tS I O S I O t RC nT v v d nT v RC t v 0)()0()(1)(τ 积分器输出电压与时间成线性关系,其斜率是负的,与取样电压 和积分器的时间常数RC 有关。
越大,负斜率也越大。
定时积分的工作波形如图3所示,图中绘出了2个取样电压的情况。
定时积分结束时的积分器输出电压为)(2)()(11S I CP n S I O nT v RCT T RC nT v T v -=-= 与取样电压成正比。
3)、定压积分在定时积分期间,当计数器的进位C=1时,下一个CP 脉冲使计数器复零和JK 触发器QS=1,开关S1选择基准电压-VREF ,积分器开始对基准电压-VREF 做定压积分。
由于比较器输出逻辑1,计数器从0继续计数。
与此同时,积分器输出电压上升图2 双积分ADC 电路原理图 O 图3双积分ADC 工作波形)(2)()()(1)(111S I CP n tT REF O REF O nT v RC T T t RC V T v d V RC t v --=+--=⎰τ 积分器输出电压同样与时间成线性关系,其斜率是正常数,与基准电压VREF 和积分器的时间常数RC 有关。
当 0)(>t v O 时,比较器输出逻辑0,计数器停止计数,并保持计数结果 B Z (通常为自然二进制数)。
从定压积分开始到计数器刚停止计数(0)(=t v O )的时间T2为 CP Z T B T =2并且,在计数器停止计数时刻,积分器输出电压为0,即0)(2)(221=-=+S I CP n REF O nT v RCT T RC V T T v 所以 )(22S I REFCP n nT v V T T = 定压积分时间T2与取样电压成正比。
在此期间,计数器从0开始对周期脉冲CP 计数,直到停止并保持计数值BZ 。
所以 )(22S I REFnCP Z nT v V T T B == 计数器的二进制数与取样电压成正比,是取样电压对应的数字量。
实际上CP 脉冲可能与比较器的边沿不同步,导致计数器可能漏计或多计一个脉冲。
故上式应修正为 )(21S I REFnZ nT v V B =± 双积分ADC 的单位模拟电压LSB 为nREF V LSB 2=4.2 ICL7107的工作原理1)、ICL7107的管脚分布:V +和V-分别为电源的正极和负极,a1-g1,a2-g2,a3-g3:分别为个位、十位、百位笔画的驱动信号,依次接个位、十位、百位LED 显示器的相应笔画电极。
AB4:千位笔画驱动信号。
接千位LEO 显示器的相应的笔画电极。
Oscl-OSc3 :时钟振荡器的引出端,外接阻容或石英晶体组成的振荡器。
第38脚至第40脚电容量的选择是根据下列公式来决定:Fosl = 0.45/RCCOM :模拟信号公共端,简称“模拟地”,使 用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连。
TEST :测试端,该端经过500欧姆电阻接至逻辑电路的公共地,故也称“逻辑地”或“数字地”。
REF + REF- :基准电压正负端。
CREF:外接基准电容端。
INT:27是一个积分电容器,必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件IN+和IN- :模拟量输入端,分别接输入信号的正端和负端。
CAZ:积分器和比较器的反向输入端,接自动调零电容CAZ 。
如果应用在200mV 满刻度的场合是使用0.47μF,而2V满刻度是0.047μF。
BUF:缓冲放大器输出端,接积分电阻Rint。
其输出级的无功电流( idling current )是100μA,而缓冲器与积分器能够供给20μA的驱动电流,从此脚接一个Rint至积分电容器,其值在满刻度200mV时选用47K,而2V满刻度则使用470K。
2)、工作原理:ICL7107内部包含模拟电路和数字电路两部分二者是相互联系的。
亦方面由控制逻辑产生控制信号,按定时序将多路模拟开关接通或断开,保证A\D转换正常进行,另一方面模拟电路的比较器输出信又控制着数字电路的工作状态和显示结果。
下面介绍各部分的工作原理。
下面介绍各部分的工作原理。
3)、模拟电路:模拟电路由双积分式A\D转换器构成,电路如图2所示。
主要包括2.8V基准电压。
电源、缓冲器(AL)、积分器(A2)、比较器(A3)和模拟开关的组成。
缓冲器A4专门用来提高COM端带负载的能力,可谓设计数字多用表的电阻挡、二极管挡和hFE挡提供便利条件.这种转换器具有转换准确高度、抗串模干扰能力强、电路简单、成本低等优点。
适合做低速\模转换。
每个转换周期分为三个阶段进行,自动调零(AZ)、正向积分(INT)、反向积分(DE),并按照AZ到INT到DE到AZ的顺序进行循环。
令计数脉冲的周期为TCP。
每个测量周期共需要4000个TCP,其中,正向积分时间固定不变。
T1=1000TCP,仪表显示值,将T1=1000TCP,UREF=100.0mV带入上式得。
N=10UIN、或UIN=0.1N。
只要把小数点定在十位上,即可直读结果,满量程时:N=2000,此时UM=2UREF=200mV。