3位半數(shù)字電壓表

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1、目錄第一章三位半數(shù)字電壓表的設(shè)計方案1.1題目及設(shè)計目的21.2設(shè)計要求21.3方案設(shè)計21.4三位半數(shù)字電壓表的設(shè)計思想4第二章三位半數(shù)字電壓表設(shè)計過程2.1三位半數(shù)字電壓表特點42.2TC7107的介紹52.2.1TC7107的性能特點62.2.2TC7017的功能6第三章電路仿真3.1電路仿真7第四章實驗總結(jié)4.1實驗總結(jié)8第8頁一：三位半數(shù)字電壓表的設(shè)計案1.1題目及設(shè)計目的1、題目：三位半位數(shù)字電壓表2、設(shè)計目的：通過電子技術(shù)的綜合設(shè)計，熟悉一般電子電路綜合設(shè)計過程、設(shè)計要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體的設(shè)計方法，同時復(fù)習(xí)

2、、鞏固以往的模電、數(shù)電內(nèi)容。1.2設(shè)計要求采用課程或?qū)嶒瀮?nèi)容中所使用的元器件，設(shè)計一個三位半數(shù)字電壓表，三位半是指個位、十位、百位的范圍為0-9，而千位只有0和1兩個狀態(tài)，稱為半位。所以數(shù)字電壓表測量范圍為0001-1999。數(shù)字電壓表主要部分是A/D轉(zhuǎn)換器，顯示方法通常采用動態(tài)掃描（工作時四個數(shù)碼管輪流點亮，利用人眼的視覺殘留特性能夠得到整體效果，當掃描頻率過低時顯示的數(shù)碼會有閃爍感）方式，但需要字形譯碼驅(qū)動電路和字位驅(qū)動電路。1.任務(wù)要求：2.基本要求：3.直流電壓測量范圍（0~200V）測量誤差小于1%4.附加5.交流電壓

3、測量范圍（0~200V）測量誤差小于1%6.自動量程轉(zhuǎn)換7.通過查閱資料，實現(xiàn)設(shè)計要求，寫出實現(xiàn)原理，畫出原理框圖，描述其功能，并給出數(shù)字電壓表電路原理圖。1.3方案設(shè)計利用成熟芯片Tc7107實現(xiàn)電壓的測量，用四位數(shù)碼管顯示出最后的轉(zhuǎn)換電壓結(jié)果。優(yōu)點：第8頁可直接驅(qū)動LED數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零功能等。數(shù)字電壓表原理框圖如下：基準電壓積分RC元件三位半A/D電路字形譯碼驅(qū)動電路顯示電路字位驅(qū)動電路量程選擇1.4三位半數(shù)字電壓表的設(shè)計思想數(shù)字電壓表的位數(shù)是指完整顯示位，即能夠顯示0-

4、9十個數(shù)字的位。所謂三位半數(shù)字電壓表，即只有3位完整顯示位，而其最高位只能顯示0或1，故稱為半位。數(shù)字電壓表一般由模擬電路與數(shù)字電路兩大部分組成，模擬部分包括輸入放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和基準電壓源；數(shù)字部分包括計數(shù)器、譯碼器、邏輯控制器、振蕩器和顯示器。其中，A/D轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心部件。二：三位半數(shù)字電壓表設(shè)計過程2.1三位半數(shù)字電壓表的特點三位半數(shù)字電壓表的測量范圍為直流：0～199.9V。第8頁它有超量程、欠量程，當朝量程時，A/D轉(zhuǎn)換器成溢出狀態(tài)，這時高位顯示為1，其他低位不顯示。當欠量程時，最高位和最低位顯示的數(shù)為

5、0.當有兩種量程的一種時，將用大的一量程，如此切換直至切換到適當量程。其特點如下：（1）顯示清晰直觀，讀數(shù)準確數(shù)字電壓表則采用先進的數(shù)顯技術(shù)，使測量結(jié)果一目了然，只要儀表不發(fā)生跳數(shù)現(xiàn)象，測量結(jié)果就是唯一的，能所短讀數(shù)和記錄的時間。（2）顯示位數(shù)顯示位數(shù)通常為3～8位。（3）準確度高準確度是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合。他表示測量結(jié)果與真值的一致程度，也反映了測量誤差的大小，準確度越高，測量誤差越小。數(shù)字電壓表的準確度遠優(yōu)于模擬式電壓表。（4）分辨率高數(shù)字電壓表在最低量程上末位1個字所代表的電壓值，稱作儀表的分辨率，他反應(yīng)儀

6、表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。數(shù)字電壓表的分辨力指標亦可用分辨率來表示。分辨率是指所能顯示的最小數(shù)字（零除外）與最大數(shù)字的百分比。實際上分辨力僅與儀表顯示位數(shù)有關(guān)，而準確度則取決于A/D轉(zhuǎn)換器等的總誤差。（5）測量范圍寬多量程DVM一般可測0～1999V直流電壓。（6）擴展能力強在數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上，還可擴展成各種通用及專用數(shù)字儀表、數(shù)字多用表（DMM）和智能儀表，以滿足不同的需求。（7）測量速度快數(shù)字電壓表在每秒鐘內(nèi)對被測電壓的測量次數(shù)叫測量速率，單位是“次/秒”。它主要取決于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率,其倒數(shù)是測

7、量周期。（8）集成度高，微功耗2.2TC7107的介紹A/D轉(zhuǎn)換電路TC7107是一種高性能，低功耗的三位半A/D轉(zhuǎn)換器，同時包含有七段譯碼器，顯示驅(qū)動器，參考源和時鐘系統(tǒng)，TC7107可直接驅(qū)動共陽極LED數(shù)碼管，TC7107將高精度，通用性和真正的低成本很好的結(jié)合在一起，它有低于10uV的自動校零功能，零漂小于10V/C，低于10pA的輸入電流，極限轉(zhuǎn)換誤差小于一個字，真正的差動輸入和差動參考源在各種系統(tǒng)中都很有用在用于測量負載單元，壓力規(guī)管和其他橋式傳感器時會有跟突出的特點。第8頁在Proteus仿真軟件中，我們可以使用T

8、C7107代替ICL7107。2.2.1TC7107的性能特點1保持零電平輸入時，各量程的讀值均為零；21pA典型輸入電流；3很低的噪聲（小于15uVP-P）；4片上自帶時鐘；5低功耗；6不需外帶有源電路；7真正的差動輸入和差動參考電源，直接LCD顯示驅(qū)動；2.