数字直流电压表设计(2)

5.2)当参考电压VR＝2V 时，满量程显示1.999V；VR＝200mV时，满量程为199.9mV。可以通过选择开关来控制千位和十位数码管的h段经限流电阻实现对相应的小数点显示的控制。选作自动量程控制！

5.3).最高位(千位)显示时，只接LED数码管的b、c段，千位只显示1或不显示，用千位的g段来显示模拟量的负值(正值不显示)，由MC14433的Q2 端.通过MC1413的负极性控制 g段。

5.4).精密基准电源MC1403:A / D转换采用MC1403集成精密稳压源作A / D转换的参考电压，MC1403的输出电压为 2.5V，电压变化在3 ～ 0.6mV.输出最大电流为10mA。

5.5) MC1413采用NPN达林顿复合晶体管的结构, 电流增益大，输入阻抗高，能把电压信号转换成电流信号驱动各种负载。电路内含有7个集电极开路反相器（OC门）。MC1413电路为16引脚双列直插式封装。每一驱动器输出端均接有一释放电感负载能量的抑制二极管。

5.6）数码显示电路部分仿真见下图：

数字直流电压表设计

5.7）工作原理：

数字电压表将被测模拟量转化为数字量，并进行实时数字显示。该系统由MC14433位半A\D转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、CC4511七段锁存-译码-驱动器、基准电源MC1403和共阳极LED发光数码管组成。

各部分的功能如下：

1）3位半A\D转换器（MC14433）：将输入的模拟信号转化成数字信号。

2）基准电源（MC1403）：提供精密电压，供A\D转换器作参考电压。

3)译码器（CC4511）：将二-十进制（BCD）码转换成七段信号。 4）驱动器（MC1413）：驱动显示器的a、b、c、d、e、f、g七个发光段，驱动发光数码管（LED）进行显示。

数字直流电压表设计

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。

六·数字电压表的安装调试

6.1.数码显示部分的组装与调试

1) 先将后三位数码管同名笔划段与显示译码CC4511的相应输出端连在一起，最高位数码管只将b、c、g三笔划段接入电路。 2) 插好芯片CC4511与MC1413，试将CC4511的输入端A、B、C、D接至拨码开关对应的A、B、C、D四个插口处；将MC1413的1、2、3、4脚接至逻辑开关输出插口上。

3)用检查动态显示的方法分别检查数码管的显示数及选通情况。 6.2. 标准电压源的连接和调整：

插上MC1403基准电源，用标准数字电压表检查输出是否为2.5V，然后调整10KΩ电位器，使其输出电压为2.00V，调整结束后去掉电源线。

6. 3. 总装测试的方法与步骤

1)接线：按设计电路接好线路，并插上MC(TC)14433及MC1413等芯片。

2) 通电显示检查：接通+5V、-5V电源及地线，当输入端接地，此时显示器将显示“000”值，否则，应依次检测电源正负电压，用示波器测量、观察DS1～DS4 ，Q0～Q3波形，判别故障所在。

3) 电压粗测：调节输入电压VX 的高低，4位输出显示数码应相应变化，然后进入下一步精调。

数字直流电压表设计

4)测量基准校正： 用标准数字万用表（示波器）测量输入电压，调节电位器，使VX＝1.000V，调整基准电压源，使指示值与标准电压表误差个位数在5之内。

5) 测量电压极性显示检查：改变输入电压VX极性，使Vi＝－1.000V，检查是否有“－” 显示，并校准显示值。

6) 在+1.999V～0～－1.999V量程内再一次仔细调整(调基准电压)使全部量程内的误差均不超过个位数在5之内。

6.4.测定设计制作数字电压表的误差等级

分别列表记录输入电压为±1.999，±1.500，±1.000，±0.500，0.000时的标准数字电压表的测量读数与制作数字电压表的测量显示值，计算测量误差，确定仪器的测量误差等级。

七．课程设计器材和供参考选择的元器件

八．总结设计数字电压表的体会

（1） 通过查资料知道数字电压表的具体应用电路是有很多种的，只要掌握了基本原理，最主要是模数转换原理。就可以举一反三地、越来越熟练地按照自己的构思，得心应手地设计好数字电压表电路。

（2）本次设计中的元器件例如MC14433在Multisim中并没有就无法仿真。整体设计电路无法知道是否正确。但局部电路仍可仿真验证其功能。

数字直流电压表设计

（3）有的元器件功能不知道可以通过网络进行查找。

（4） 课程设计是培养综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对实际工作能力的具体训练。

回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多,学到很多很多的的东西，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论.从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，最后在老师的帮助下顺利解决了。

我通过对直流数字电压表的模拟、数字电路的综合设计，了解了一般数字电路综合设计的过程，设计要求以及应完成的工作内容和具体的设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往对数字电子技术的学习，并达到灵活运用的目的。在设计完成后还要将设计的电路安装，调试以加强动手能力，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。

在设计中，对芯片MC14433的掌握感觉比较难，还需要继续学习。不管结果怎么样，我享受的是做事的过程，和团队的合作。在不懂的时候和同学讨论或咨询唐老师，通过唐老师的提示和讲解才逐渐懂得如何运用。与此同时明白了要多花时间去熟悉理论知识，多参考一些相关的文献让自己的思维发展，并且应该加强自己的动手能力。

这次设计唯一遗憾的是没有做出完整的仿真图，没有进行电路的安装调试。 在完成设计任务的同时，我也注重下面几点能力的培养和提高： 1） 团队工作分工明细，提高效率，同时也培养独立工作能力和创造力； 2） 综合运用专业以及基础知识，解决实际设计技术问题的能力； 3） 查阅图书资料，产品手册的能力； 4） 写电子技术设计报告的能力。

九·参考文献

1) 《实用数字电子技术项目教程》朱向阳 罗国强 北京：科学出版社，2009； 2) 《数字电子技术基础》 唐治德 北京：科学出版社， 2010.

3) 《电子技术课程设计指导》彭介华编著，北京:高等教育出版社 ， 1996 年 。 4) 《电子技术基础实验与课程设计》，高吉祥主编，北京：电子工业出版社，2005年。. 5) 《中国集成电路大全》编写委员会编，中国集成电路大全TTL集成电路。北京：国防工业出版社，1985。