简易数字电压表

电子技术基础课程设计题目：简易数字电压表

院（系）：计算机与信息工程学院专业班级：信息工程

学生姓名：井明任兆欢

指导教师：张波

目录

第1章简易数字电压表设计方案论证 (1)

1.1 简易数字电压表的应用意义 (1)

1.2 简易数字电压表设计的要求及技术指标 (1)

1.3 设计方案论证 (1)

1.4 总体设计方案框图及分析 (2)

第2章简易数字电压表各单元电路设计 (2)

2.1 ICL7106的引脚功能 (2)

2.2 ICL7106的异或非门驱动电路设计 (4)

2.3 ICL7106基本量程为正负2V的表头的设计 (4)

2.4 ICL7106小数点与电池符号驱动电路设计 (5)

2.5 超量程显示报警电路设计 (6)

2.6 控制逻辑与锁存器在电路中的作用 (6)

第3章简易数字电压表整体电路设计 (7)

3.1 整体电路图及工作原理 (7)

3.2 电路参数计算 (8)

3.3 整体电路性能分析 (9)

第4章设计总结 (10)

第1章简易数字电压表设计方案论证

1.1 简易数字电压表的应用意义

数字电压表简称DMV，它是采用数字化测量技术设计的电压表。数字电压表的优良特性深受人们的青睐。具体有以下的应用特点：

a)显示清晰直观，读数准确。

b)显示位数。

c)准确度高。

d)分辨率高。

e)测量范围宽。

f)扩展能力强。

g)测量速度快。

h)输入阻抗高。

i)集成度高、微功耗。

10、抗干扰能力强

1.2 简易数字电压表设计的要求及技术指标

设计要求：

1．被测电压范围：0到+2V

2．测量精度：±0.5% （误差＜±100MV＝

3．具有过量程闪烁指示

ICL7106的主要技术指标

1.3设计方案论证

数字电压表的基本组成部分是A/D变换器+电子计数器。通常，被测直流电压经A/D转换器变为与之成正比的闸门时间，在此闸门时间内计数，用数字显示被测电压值。可见A/D变换器是DVM的核心部件。本课设上采用的是单片A/D转换器（含模拟电路与数字电路）集成在一片芯片上，配以LCD或LED数字器件后能显示A/D转换结果的集成电路。它们均属于大规模的集成电路，能以最简的方式构成DVM。在此采用ICL7106A/D 转换器。

1.4总体设计方案框图及分析

第二章简易数字电压表各单元电路设计2.1 ICL7106的引脚功能

各引脚的功能如下：U

＋、U

－

分别接电源的正负端。

为模拟信号的公共端，简称模拟地，使用时应与IN

－、U

REF－

端短接。

2.TEST是测试端，该端经内部500Ω电阻接数字电路的公共端（GND），因二者呈等电位，故亦

称做数字地。该端有两个功能：①作测试指示，将它接U

＋时LCD显示全部笔段1888、可检查显

示器有无笔段残缺现象；②作为数字地供外部驱动器使用，来构成小数点及标志符的显示电路。

3. a

1～g

1

、a

2

～g

2

、a

3

～g

3

、bc

4

分别为个位、十位、百位、千位的笔段驱动端，接至LCD的相应笔段

电极。千位b、c段在LCD内部连通。当计数值N＞1999时显示器溢出，仅千位显示“1”，其余位消隐，以此表示仪表超量程（过载溢出）。

4. POL为负极性指示的驱动端

5. BP为LCD背面公共电极的驱动端，简称“背电极”。

6. OSC

1～OSC

3

为时钟振荡器引出端，外接阻容元件可构成两级反相式阻容振荡器。

7. U

REF＋、U

REF－

分别为基准电压的正、负端，利用片内U

＋

－COM之间的＋2.8V基准电压源进行分压后，

可提供所需U REF值，亦可选外基准。

8. C

REF＋、C

REF－

是外接基准电容端。

9. IN

＋、IN

－

为模拟电压的正、负输入端。

10．C

AZ

端接自动调零电容。

11．BUF是缓冲放大器输出端，接积分电阻R INT。

12．INT为积分器输出端，按积分电容C INT。

需要说明，ICL7106的数字地（GND）并未引出，但可将测试端（TEST）视为数字地，该端电位近似等于电源电压的一半。

2.2 ICL7106异或非门驱动电路设计

利用ICL7106内部电路的异或门电路，可直接驱动LCD显示器，此外还可以用异或非来驱动LCD显示器，此时电路需要做适当的改动。异或非门的逻辑符号如图。它的特点是当两个输入端状态相同时（均为高电平，或均为低电平），输出为高电平，否则为低电平。控制端为低电平有效。

A

2.3ICL7106基本量程为正负2V 的表头设计图

由ICL7106构成的数字电压表若改成2V 的量程，应改变基准电压分压电阻1.5千欧姆、自动调零电容0.047微法和积分电阻为470千欧姆，其余元件和200MV 量程的数值一样时钟频率都为40千赫兹。

2.4 ICL7106小数点与电池符号驱动电路设计

因为ICL7106只有液晶笔段及背电极驱动端，无法显示小数点。为了显示小数点，需要加外围电路。