河北建筑工程学院
课程设计报告书
课程名称：  《电子技术》综合课程设计 
学    院：    电气工程学院           
专    业：    建筑电气与智能化       
班    级：    电智 121               
学    号：    **********             
学生姓名：    沈                 
指导教师：    杜                 
职    称：    讲师                   
  2014年7 月 3 日
一、题目及设计目的  …………………………………………………………3
二、设计要求        …………………………………………………………3
三、方案设计与论证    ………………………………………………………3
四、设计原理、电路图及各部分功能简介
4.1、原理图        ………………………………………………………4
    4.2、功能简介      ………………………………………………………4
4.3、单元电路设计    ……………………………………………………4
4.3.1、MC14433          ………………………………………………5
4.3.2、MC1403            ………………………………………………6
4.3.3、MC1413              ……………………………………………6
4.3.4、MC4013            ………………………………………………6
4.3.5、CD4511              ……………………………………………7
4.3.6、显示及小数点控制电路……………………………………………8
4.3.7、读数保持电路          …………………………………………8
4.3.8、量程转换开关的设计      ………………………………………8
4.3.9、电压跟随器和AC-DC转换电路……………………………………8
五、电路的安装与调试    ……………………………………………………8
六、设计心得与体会 ……………………………………………………………9
  附图1(元件清单)
数字电压表电路设计报告
一、题目及设计目的
1、题目：三位半数字电压表
2、设计目的：通过电子技术的综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法，同时复习、巩固以往的模电、数电内容，达到灵活应用的目的。
二、设计要求
1、利用所学过知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计出2-3个实现数字电压表的方案；只要求写出实现工作原理，画出电原理功能图，描述其功能。
2、对将要实验方案，须采用中、小规模集成电路、MC14433A/D转换器等电路进行设计，写出已确定方案详细工作原理，计算出参数。
3、技术指标：
  测量直流电压 1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；
三、方案设计与论证
方案一：采用双积分A/D转换器MC14433，七段译码驱动器CD4511，基准电源MC1403，反
向驱动器,4只LED数码管。
方案二：选用专用电压转化芯片INC7107实现电压的测量和控制。它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管。用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是精度比较低，且内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。
方案三:根据系统功能实现要求，决定控制系统采用AVR单片机，A/D转换采用其内置的10位AD、四个共阴极LED数码管。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行数据通讯上传，存储等扩展功能。
根据课程设计要求，我们选择方案一。
四、设计原理、电路图及各部分功能简介
方案一原理图
方案二原理图
输入
方案三原理图
鉴于选用方案一，数字显示电压表将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示。该系统（如图1 所示）可采用MC14433—三位半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。
  （2）各部分的功能如下：
三位半A/D转换器(MC14433)：将输入的模拟信号转换成数字信号。
基准电源(MC1403)：提供精密电压，供A/D 转换器作参考电压。
译码器(MC4511)：将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。
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。
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。
  （3）各部分简介：
1）MC14433 
1.MC14433是美国Motorola公司推出的单片3 1/2位A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，其主要功能特性如下：
  1.精度：读数的±0.05%±1字
  2.模拟电压输入量程：1.999V和199.9mV两档
  3.转换速率：2-25次/s
  4.输入阻抗：大于1000MΩ
  5.输入阻抗：大于1000MΩ
  6.功耗：8mW（±5V电源电压时，典型值）
  7.功耗：8mW（±5V电源电压时，典型值）
　MC14433最主要的用途是数字电压表，数字温度计等各类数字化仪表及计算机数据采集系统的A/D转换接口。
2.引脚功能简介：                                                                        VAG（1脚）：被测电压VX和基准电压VR的参考地。
VREF（2脚）：外接基准电压（2V或200mV）输入端
VX（3脚）：被测电压输入端
R1（4脚）、R1 ／C1（5脚）、C1（6脚）：外接积分阻容元件端
C1＝0.1μf，R1＝470KΩ；
CO1（7脚）、CO2（8脚）：外接失调补偿电容端，典型值0.1μf。
DU（9脚）：实时显示控制输入端。若与EOC（14脚）端连接，则每次A / D转换均显示。
CP1 （10脚）、CP0 （11脚）：时钟振荡外接电阻端，典型值为470KΩ。CP1~CP0端外接电阻R9＝330 kΩ，采样速率约为4次／s。VEE （12脚）：电路的电源负端，接－5V。
VSS （13脚）：除CP外所有输入端的低电平基准（通常与1脚连接）。
EOC（14脚）：转换周期结束标记输出端，每一次A/D转换周期结束，EOC 输出一个正脉冲，宽度为时钟周期的二分之一。
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OR（15脚）：过量程标志输出端，当｜VX｜＞VR 时，OR输出为低电平。
DS4～DS1 （16～19脚）：多路选通脉冲输入端，DS1对应于千位，DS2 对应于百位，DS3 对应于十位，DS4对应于个位。
Q0～Q3 （20～23脚）：BCD码数据输出端，DS2、DS3、DS4选通脉冲期间，输出三位完整的十进制数，在DS1选通脉冲期间，输出千位0或1及过量程、欠量程和被测电压极性标志信号。
3.工作原理：
三位半数字电压表通过位选信号DS1~DS4进行动态扫描显示，由MC14433电路的A/D转换结果采用BCD码多路调制方法输出，通过译码器译码，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。DS1~DS4输出多路调制脉冲信号。DS选通脉冲高电平，则表示对应的数位被选通，此时该数据在Q0~Q3端输出。每个DS选通脉冲高电平宽度为18个时钟脉冲周期。两个相邻选通脉冲之间间隔2个时钟脉冲周期。DS和EOC的时序关系是在EOC脉冲结束后，紧接着是DS1输出正脉冲。以下依次为DS2、DS3和DS4。其中DS1对应
最高位，DS4则对应最低位。在对应DS2、DS3和DS4选通期间，Q0~Q3输出BCD码全位数据，即以8421码方式输出对应的数字0~9。在DS1选通期间，Q0~Q3输出千位的半位数。或1及过量程、欠量程和极性标志信号。

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