基于MC14433交流电压表的设计与制作

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基于MC14433的3位半数字万用表_原创

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1目录一、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。

发光二极管显示的3位数字电压表的设计

信息工程学院课程设计报告书题目:发光二极管显示的3位数字电压表的设计、摘要电压表是测量仪器中不可缺少的设备，目前广泛应用的是采用专用集成电路实现的数字电压表。

本系统以51单片机为核心，以双积分式A/D转换器MC14433、LED显示器为主体，设计了一款简易的数字电压表，能够测量0～200V的直流电压，最小分辨率为。

该设计大体分为以下几个部分，同时，各部分选择使用的主要元器件确定如下：1、单片机部分。

使用常见的AT89S51单片机，同时根据需要设计单片机电路。

2、测量部分。

该部分是实验的重点，要求将外部采集的模拟信号转换成数字信号，通过单片机的处理显示在显示器上，该部分决定了数字电压表的精度等主要技术指标。

根据需要本设计采用双积分式A/D转换器MC14433进行模数转换。

3、键盘显示部分。

利用4×6矩阵键盘的所有按键控制量程的转换，3或4位LED显示。

其中一位为整数部分，其余位小数部分。

索引关键词：AT89S51单片机模数转换 LED显示目录1 任务提出与方案论证 (6)课程背景 (6)研究的目的及意义 (6)设计任务 (6)设计方案论证 (6)2 总体设计 (8)数字电压表组成原理方框图 (8)3 详细设计 (9)输入电路 (9)A/D转换模块的设计 (9)显示电路模块的设计 (13)4 总结 (17)参考文献 (18)1 任务提出与方案论证课程背景在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的参中以电压的测量较为常见，以传统的模拟式电压表结构简单，价格低廉，模拟交流电压表的频率范围比较宽，因而在电压测量尤其高频电压测量中得到广泛应用。

但由于表头误差和读数误差的限制，加之模拟式电压表的灵敏度和精度不高，从50年代逐步发展起了数字式测量电压方法，它是利用模拟—数字转换器，将连续的模拟量转换成离散的数字量，然后利用十进制数来显示被测量的数值的一种电压测量仪表。

研究的目的及意义电压是工业控制中主要的被测参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油化工等工业中，具有举足轻重的作用。

基于MC14433和TC7107的三位半数字电子表设计

1 引言随着电子技术的发展，电子行业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。

何况在电量的测量中，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。

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（直流或交流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

由于数字式仪器具有读数准确方便、精度高、误差小、灵敏度高和分辨率高、测量速度快等特点而倍受青睐。

本次我们所做的课程设计就是基于数字电子技术和模拟电子技术的一个电子产品。

我们对自己的设计作品从各个角度分析了由A/D 转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及其原理，并且分析了数模转换进而使系统运行起来的原理及方法。

通过自身实践提高了动手能力，也只有亲历亲为才能收获掌握到已经学过的知识。

其实也为建立节约成本的意识有些帮助，我们并没有采用单片机模块，而是直接采用A/D 转换，在MC1433系列找块带显示译码并带A/D 转换的片子并不难，相对于单片机有成本上的优势，但这里同时也牵涉几个问题：精度、位数、速度、还有功耗等不足之处，这些都要慎重考虑。

这些也是在这次实践中收获的吧！2 设计任务分析2.1设计说明本题要求设计一个213位的数字电压表，213位是指个位、十位、百位的范围为0~9，而千位只有0和1两个状态，称为半位。

所以213数字电压表测量范围为0001~1999。

数字电压表主要部分是A/D 转换器，显示方法通常采用动态扫描（工作时四个数码管轮流点亮，利用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果，当扫描频率过低时显示的数码会有闪烁感）方式，采用这种方式较为省电，但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。

任务要求：（1）直流电压测量范围（0~200V）（2）测量速度每秒为2~5次，任选（3）分辨率0.1mv（4）测量误差小于0.1%2.2方案分析1．根据题目利用所学过的知识通过上网或到图书馆查阅资料，设计出3个实现数字万用表的方案。

数字电压表电路设计.

数字电压表电路设计摘要：在电气测量中，电压是一个很重要的参数。

如何准确地测量模拟信号的电压值，一直是电测仪器研究的主要内容之一。

目前，市场上主要是要使用的电压表有指针式电压表和数字电压表两种。

传统的模拟指针式电压表功能单一，精度低，读数的时候也非常不方便，很容易出错，不能满足数字化时代的需求。

而数字电压表由于测量精度高，速度快，读数时也非常的方便，抗干扰能力强等优点而被广泛应用。

数字电压表简称DVM（Digital Voltmeter），它是采用数字化测量设计的电压仪表。

本设计给出基于MC14433双积分模数转换器的一种电压测量电路，数字电压表是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转化成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

该系统由MC14433一位半A/D转换器、MC1413七路达林顿驱动器阵列、MC4543BCD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。

本次设计的简单直流数字电压表的最高量程是199.9V。

本文是以直流数字电压表的设计为研究内容。

首先对数字电压表做了详细介绍，接着讲述了数字电压表的硬件电路设计。

包括量程转换电路、数据采集电路，模数转换电路及显示电路的具体设计。

根据设计要求选用高精度A/D转换器MC14433进行数据转换，针对MC14433对模拟输入信号的要求，对输入信号进行量程转换并进行调理。

通过A/D转换器完成数据转换及传输，是系统的核心内容。

阐述了MC14433工作原理并对A/D 转换电路、参考电压电路、译码驱动电路、位选开关电路等电路进行了具体设计。

最后根据软硬件设计方案对系统进行了调试。

关键词:MC14433、A/D转换器、CD4511、译码驱动器、MC1413The Design of Digital VoltmeterAbstract：At the electric measurement, the voltage is a very important parameters. How to accurately measure of the analog signal voltage values, has been one of the main contents of the instrument research in electrical measurement. At present, the market mainly use pointer type voltmeter and digital voltmeter . Traditional analog pointer type voltmeter single function, low accuracy, reading time also very inconvenient, very easy to go wrong, and cannot satisfy the demand of digital age. While digital voltmeter due to high accuracy, speed, readings are also very convenient, strong anti-jamming capability etc and has been widely used.Digital Voltmeter DVM (as), it is a kind of digital measuring design voltage meter .This design is a voltage measurement circuit based on MC14433 double integral ADC, digital voltmeter is using digital measurement technique, convert the continuous analogue (DC input voltage) into discontinuous, discrete digital form and show it out. This system consists of MC14433 one and a half A/D converter, MC1413 seven- way-DaLin bolton drive arrays, seven segment latch - decoding - drive CD4511, the benchmark MC1403, and total power LED digital tube anode. 199.9 V is highest range of the simple DC digital voltmeter.This paper is the design of DC digital voltmeter for research content. First digital voltmeter is introduced, then tells the hardware circuit design of digital voltmeter. Including range conversion circuit, data acquisition circuit, frequency-field circuit and the specific design show circuit. According to the design requirements ,choosing high precision MC14433 A/D converter for data transfer, at the request of MC14433 on to the analog input signal, range conversion and regulate it. Through the A/D converter complete data conversion and transmission, it is the core of the system’s content. It expounds the principle of MC14433 ,and specificly design the A/D circuit, reference voltage circuit, drive circuit, A decoding selected switch circuit. Finally, debug the system according to the design of the hardware and software .Keywords:MC14433, A/D converter, CD4511, decode drives, MC1413目录1.绪论 (1)1.1．数字仪表的发展趋势 (1)1.2.数字电压表的特点 (3)1.3.数字电压表的结构 (4)2.设计方案 (5)2.1.设计内容及要求 (5)2.2.数字电压表的两种设计方案 (5)3.设计思路 (5)4.设计实践 (11)4.1.绘制原理图 (11)4.2.绘制PCB图 (11)4.3.焊接与调试 (12)5.总结 (13)6.收获、体会 (14)参考文献 (15)致谢 (15)附录1 (16)附录2 (17)附录3 (17)附录4 (18)1.绪论1.1．数字仪表的发展趋势仪器仪表是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。

数字电压表毕业设计

毕业论文数字电压表毕业设计智能数字电压表设计智能数字电压表设计摘要随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面发生了巨大的变化，形成一种新一代的测量仪器——智能仪器。

目前大多数的传统仪器都有了相应的智能替代产品，还出现了不少全新的仪器类型和测试系统。

论文主要介绍了利用A /D转换器MC14433、AT89S51单片机和LED数码管构成具有三位半显示、4档量程的智能数字电压表。

电压表同时还具有标定（AX+B），自动零点调整和上下限报警（LMT）等功能。

本次设计主要讲述了电压表的构成和怎样实现各个硬件部分的通信，以及主体部分的程序实现。

利用所学的单片机知识来编写控制程序，利用电子电路的知识来设计硬件之间的连接。

智能数字电压表具有精度高，抗干扰能力强，还具有很强的数据处理能力。

关键词：数字电压表AT89S51 MC14433AbstractWith the technological development of computer and microelectronics, and with the appearance of siglechip and fast development, It makes a lot of change in tradition electronic apparatus of measure.A new kind of electronic apparatus of measure is appear.Now,most of traditional testing measure have substitute that is aptitude instrument, also come from more new apparatus types and test systems.This paper mainly introduce the d igital voltage meter consist of A/D swith utensil the type is MC14433, the singlechip type is AT89S51 ,and display of LED which is have three bit display.The digital voltage meter’s function is have 4 bit display ,demarcate (Ax+B), self-motion zero adjust,and the limit of fluctuate.This paper introduce how to make of the digital voltage meter and how to come ture the communicate between of hardware with use the language of singlechip . The advantage of d igital voltage meter is high precision,the ability of anti-jamming is very strong,and the ability of data processing is very strong too.Keywords: digital voltage meter, AT89S51, MC14433目录摘要 (I)Abstract........................................................................................................ I I 目录............................................................................................................... I II 前言.. (5)1概述 (7)1.1智能数字电压表结构 (7)1.2智能数字电压表功能及技术指标 (8)2硬件电路设计 (11)2.1 MCS-51系列单片机介绍 (11)2.1.1概述 (11)2.1.2 AT89S51单片机 (14)2.2 模拟部分电路设计 (16)2.2.1 输入电路 (17)2.2.2 A/D转换电路 (18)2.3人机接口电路设计 (21)2.3.1键盘与接口 (21)2.4.2 LED显示及接口 (24)3程序设计 (28)3.1 主程序 (28)3.2 测量子程序 (29)3.3 键扫描子程序 (30)3.3.1 0号键处理程序 (32)3.3.2 1 号键处理程序 (33)3.3.3 2号键处理程序 (34)3.3.4 3号键处理程序 (34)3.4显示测量子程序 (35)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附件智能数字电压表原理总图 (41)前言在传统的数据测量中，许多仪器都是在内部进行简单的设计。

基于MC14433的数字电压表

河北建筑工程学院《电子技术》课程设计报告设计题目：三位半数字电压表电路的设计院（系）:_河北建筑工程学院电气系 ___专业班级:_电子班__学生姓名:学号:指导老师： __ ___设计地点（单位）:河北建筑工程学院电气实验室设计时间: 2011年6月6日-2011年6月19日数字电压表设计报告一、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。

通过设计有助于复习、巩固以往的学习内容，达到灵活应用的目的。

设计完成后在实验室进行自行安装、调试，从而加强学生的动手能力。

在该过程中培养从事设计工作的整体概念。

二、设计要求1、利用所学的知识，通过上网或到图书馆查阅资料，设计三个实现数字万用表的方案；只要求写出实验原理，画出原理功能框图，描述其功能。

2、其中对将要实验方案 3 1/2数字电压表，需采用中、小规模集成电路、MC14433 A/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：Ⅰ、测量直流电压1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；Ⅱ、测量交流电压1999-199V；Ⅲ、三位半显示；Ⅳ、比较设计方案与总体设计；Ⅴ、根据设计过程写出详细的课程设计报告；三、设计方案及原理方案一、基于MC14433的数字电压表方案一基于MC14433的数字电压表方案一：该方案大致分为五个模块，分别为基准电压模块；A/D转换模块；字形译码驱动模块；显示电路模块；字位驱动模块。

由上图可以清楚地看出，交流电流经过AC/DC转换成直流，经过电阻分压集稳压放大后进入双积分转换器MC14433测量，再通过CD4511译码器经过A/D转换器位选电路送到LED显示，完成电压测试。

方案二、基于INC 7107数字电压表方案二，基于INC 7107数字电压表方案二：该方案将直流电压和交流电压转换电路直接同芯片INC7107连接组成，INC7107将转换后的数据显示在LED显示数码管上。

基于MC14433交流电压表的设计与制作_濮霞

设计与研究基于交流电压表的设计与制作濮霞胡亚刚黄天辰郎宾摘要能超过该量程是采用转换器由于它外围元件少功能较齐价格低廉被广泛应用于各种电子仪器仪表及工业自动化控制装置中因此在数字交流电压表中采用作为模拟信号的采样模块利用工艺制作的三位半双积分型全其超欠量程信息全部采用硬件电路实现了电压量程的自动切换关键词数字交流电压表电路设计自动量程转换自主实验中图分类号文献标识码文章编号数字交流电压表电路原理如图所示图数字交流电压表原理系统的工作原理输入的被测交流信号首先经过输入电压变化电路进行衰减或放大通过变换电路将交流电压变换成直流电压然后送入转换电路经数码管显示出测量结果量程转换电路提取转换电路的超欠量程信号来控制输入电压变换电路改变电压变比以及数码管的小数点位置来达到量程自动切换的功能电路的主要技术指标测量频率范围测量电压有效值范围传统的指针式电压表功能单一精度低不能满测量范围交流电压有效值足数字化时代的需求并且传统的电压表在测量电压时需要手动切换量程不仅操作麻烦而且要求不能够自动换挡收稿日期采用单电源供电机械与电子设计与研究基于交流电压表的设计与制作换成直流电压通过转换器测量其电压有效值这里采用半波整流电路将交流信号变换成半波脉动直流信号然后通过积分电路提取交流信号的平均值根据采用运算放大器电输入电压变换电路输入电压变换电路由个双向模拟开关有效值平均值运放等组成如图所示该电路路提取出被测交流信号的有效值示电路如图所用于将输入信号幅值变换后送入转换器对应分别为的通道变换比对应的挡位分别为的控制信号和由量正常工作时接通输入电压按该通程自动转换电路中的控制信号提供中的个与公共道的变换比变换后送至换进行转图变换电路转换电路转换及数码显示电路如图所示系统选用拉公司生产的单片三位半荡器仅需外接作为转换器它是美国摩托罗转换器内含时钟振只振荡电阻有多路调制的码输出端和超欠量程信号便于实现自动转换量程最大显示值分别为为转换结果位则由码输出端而输出的数据属于哪一输出的位选通信号来选通当某图输入电压变换电路变换电路转换器一位选通信号为高电平时相应的位即被选通此时该位的数据从输出为超量程信号输表示被测电压超出当前量程输出的最高位半位由于测量的是直流电压示并且测量交流电压时一般以交流电压有效值表出端当因此采用变换电路将被测交流信号变输出正脉冲时和图转换及数码显示电路机械与电子设计与研究基于交流电压表的设计与制作数据等或用来表示超量程欠量程和极性标志换与量程切换的同步从而达到数字直读的目当时表示欠量程表示超量程极性为正此时输出表示被极性为的为当时电源部分测电压极性即的转换电路采用正负双电源供负电方式为了实现整个电路单电源供电采用电路中采用交直流转换电路后送入态扫描形式输出数字量输出端挡被测交流电压转换以动上将变换变换电路如图所经示的数字信号选信号码按照时间先后顺序输出通过位选开关位分别控制着千位百位十位和个位上的只数码管的共阴极译码后驱动数字信号经七段译码器数码管的各段阳极这样就把图变换电路转换器按时间顺序输出的数据以动态扫描形只数码管上依次显示出来式在量程转换电路通过绘制电路图采用热转印的方法自制量程的自动切换由初设量程开始直至选出最电路板完成该电路的制作实验中采用程控佳的量程为止程信号控制计数器来控制电压通道的选通减计数器信号过量程信号和换程脉冲信号求的量程信号用于量程切换的触发器端发出的正脉冲将触发器的当选通信号来到时其上升沿根据转换器的超量程和欠量电源提供被测交流信号再用交流毫伏表从而实现模拟作为校准设备该表的电压测量范围是首先设定被测信号频率固定为控制电路由门电路和片双时钟先用小于加构成其作用是按输入条件的电压测量观察是否能正常测量然后逐渐调节被测交流电压幅度观察自动量程转换是否正常欠量程信号原量程信号进行组合产生满足要实验结果如表所示表的频率测量范围为实验脉冲由在每次触发器转换结束时中固定被测信号电压幅度为率大小并记录电压值如表调节被测电压频提供所示利用从端置由表可知被测电压数值小的时候测量精度进行量程切换又将触发器置较高测量较高值时测量精度有点低误差大这主要受到分压电阻和模拟开关的导通电阻及电源电压的影响关闭量程切换开关直到下一个这样可保证每个测量周期内自动量程转换控制电路如图脉冲来到为止只产生所示次切换表电压测量数据待测电压频率为组数自动转换量程时还要同步进行小数点切换待测电压模拟电子开关的一半用于量程切换另一这样可以实现小数点切测量电压半可用来进行小数点切换采用挡位表带宽测量数据待测电压幅度为组数待测电压频率测量电压图自动量程转换电路机械与电子。

智能数字万用表的设计

智能数字万用表的设计摘要：本智能数字万用表由凌阳SPCE061A单片机、MC14433——3 位A/D 转换电路、自动量程转换电路、交直流转换电路和大、小电阻测量电路组成，能够对交流电压、直流电压、大电阻和小电阻进行精确测量。

使用凌阳SPCE061A 单片机作为控制模块，实现量程自动转化；使用MC14433实现A/D转换；使用简易软键盘、凌阳SPLC501液晶显示模组实现输入和显示；使用单片机读取MC14433的数字信号来控制模拟开关，从而改变反馈电阻的大小实现档位的不同选择；本设计能够准确对被测量进行测量，所有性能指标符合要求。

关键词：数字万用表单片机 MC14433 交直流电压测量电阻测量一、方案论证1.交流电压的测量：由于交流电压不能直接测量，必须转换为直流电压。

转换方案有3种：方案一、热电偶测量法：根据交流有效值的物理定义来实现测量的，利用热电偶电路平衡原理通过两端的电势比较得到有效值。

但热电偶转换线性度差，且热电偶具有配对较难、响应速度慢、负载能力差等缺点。

方案二、模拟运算法：根据有效值的数学定义，用集成器件乘法器、开放器等依次对被测信号进行平方、平均、开方等计算直接得到交流输入信号的有效值。

这种方案测量的动态范围小、精度不高且输入信号的幅度变小时，平均器输出电压的平均值下降值很快、输出幅度很小。

方案三、交流整形电路：使用AD637等集成有效值转换芯片，把交流电压信号转换为幅值等于交流有效值的直流电压信号，在对直流电压进行测量，这种方案电路简单、响应速度快、失真度小、工作稳定可靠。

综上，采用方案三进行交流电压的测量。

2.小电阻的测量：由于小电阻在通入电压后发热，测量出的电阻值会产生较大的误差，对于小电路有3种方案测量：方案一、直流电桥测量法。

直流电桥又分直流单电桥和直流双电桥。

采用这两种方法测量时很多操作需要手动，并且对元件精度要求高，通过数字电位器来改变需要的电阻参数，索然可以实现数控，但数字电位器的每一级步进电阻值不确定，调节困难，用单片机处理计算复杂并且测量时操作不便。

MC14433 CD4511 MC1413 MC1403 应用数字电压表电路图

MC14433 CD4511 MC1413 MC1403 应用数字电压表电路图时间：2009-10-24 17:53:35 来源：资料室作者：编号:1316 更新日期20110407 071636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—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。

本系统是位数字电压表, 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l，即二值状态，所以称为半位。

各部分的功能如下：位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。

工作过程如下：位数字电压表通过位选信号DS1～DS4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。

DS1～DS4输出多路调制选通脉冲信号。

DS选通脉冲为高电平时表示对应的数位被选通，此时该位数据在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(MSD)，DS4则对应最低位(LSD)。

基于MC14433和TC7107的三位半数字电子表设计

基于MC14433和TC7107的三位半数字电⼦表设计1 引⾔随着电⼦技术的发展，电⼦⾏业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。

何况在电量的测量中，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。

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（直流或交流输⼊电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显⽰的仪表。

由于数字式仪器具有读数准确⽅便、精度⾼、误差⼩、灵敏度⾼和分辨率⾼、测量速度快等特点⽽倍受青睐。

本次我们所做的课程设计就是基于数字电⼦技术和模拟电⼦技术的⼀个电⼦产品。

我们对⾃⼰的设计作品从各个⾓度分析了由A/D 转换器组成的数字电压表的设计过程及各部分电路的组成及其原理，并且分析了数模转换进⽽使系统运⾏起来的原理及⽅法。

通过⾃⾝实践提⾼了动⼿能⼒，也只有亲历亲为才能收获掌握到已经学过的知识。

其实也为建⽴节约成本的意识有些帮助，我们并没有采⽤单⽚机模块，⽽是直接采⽤A/D 转换，在MC1433系列找块带显⽰译码并带A/D 转换的⽚⼦并不难，相对于单⽚机有成本上的优势，但这⾥同时也牵涉⼏个问题：精度、位数、速度、还有功耗等不⾜之处，这些都要慎重考虑。

这些也是在这次实践中收获的吧！2 设计任务分析2.1设计说明本题要求设计⼀个213位的数字电压表，213位是指个位、⼗位、百位的范围为0~9，⽽千位只有0和1两个状态，称为半位。

所以213数字电压表测量范围为0001~1999。

数字电压表主要部分是A/D 转换器，显⽰⽅法通常采⽤动态扫描（⼯作时四个数码管轮流点亮，利⽤⼈眼的视觉残留特性能够得到整体效果，当扫描频率过低时显⽰的数码会有闪烁感）⽅式，采⽤这种⽅式较为省电，但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。

任务要求：（1）直流电压测量范围（0~200V）（2）测量速度每秒为2~5次，任选（3）分辨率0.1mv（4）测量误差⼩于0.1%2.2⽅案分析1．根据题⽬利⽤所学过的知识通过上⽹或到图书馆查阅资料，设计出3个实现数字万⽤表的⽅案。

智能数字万用表(曹庭水)

一路是直接接入到SPX1117的输入端，输出 3.3V送到单片机，另一路经开关电路控制后由稳压管及负压产生芯片输出+-5V电压，给模拟部分供电。
9V叠层电池正极
单
片
机
控
制
9V叠层电池负极
口
系统框图
电源稳压及管理模块
直流电压测量模块量程转换模块
按键控制模块
输入信号
交流电压测量模块
二、要求
2、发挥部分（1）直流电压测量具有自动量程转换功能。（2）具有“自动关机”功能，即在测量过程中，若1分钟内无任何键按下，仪器会自动关闭显示并处于低功耗状态；再按任意键，仪器能返回“自动关机”前的工作状态。（3）具有相对误差（△%）测量功能，即在进行某项测量时，首先通过显示屏提示用户从键盘输入标称值，一旦输入确认后，仪器能显示相对误差中的△值。
交流电压测量
要求：交流电压量程：0.2V、2V、20V，精度为 0.5%2个字（以50 Hz为基准）；输入阻抗 ≥10MΩ；频率响应范围为40~1000Hz。分析：交流量程和直流一样，故可以和直流电路共用，不同之处是要加一个测交流有效值电路。方案：方案一：采用整流滤波电路方案二：采用正有效值转换芯片AD637
方案一
为了减少滑动变阻器对精度的影响，也可以去掉滑动变阻器，采用固定电阻分压，然后在通过单片机软件对测量数据进行处理。
档位切换可以采用继电器和模拟开关两种方式。
方案二

方案一：电路结构简单，输入阻抗不易精确确定。方案二：电路相对复杂。输入阻抗可以精确确定为10M 。因为本题对输入阻抗要求不小于10M,故选取方案一，电路简单，调试方便。

Get清风基于MC14433数字电压表的设计

基于MC14433数字电压表的设计题目一数字式电压表功能分析A/D转换及数字显示局部将输入电压转化为数字量，并输出显示。

这局部主要由以下几局部构成：3位半A/D转换单元电路(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3.转换速率：2-25次/s4.输入阻抗：大于1000MΩ6.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。

MC14433的引脚说明：[1]. Pin1(VAG)—模拟地，为高阻输入端，被测电压和基准电压的接入地。

[2]. Pin2(VR)—基准电压，此引脚为外接基准电压的输入端。

MC14433只要一个正基准电压即可测量正、负极性的电压。

此外，VR端只要加上一个大于5个时钟周期的负脉冲(VR)，就能够复位为至转换周期的起始点。

[3]. Pin3(Vx)—被测电压的输入端，MC14433属于双积分型A/D转换器，因而被测电压与基准电压有以下关系：因此，满量程的Vx=VR。

当满量程选为1.999V，VR可取2.000V，而当满量程为199.9mV时，VR取200.0mV，在实际的应用电路中，根据需要，VR值可在200mV—2.000V之间选取。

[4]. Pin4-Pin6(R1/C1，C1)—外接积分元件端。

次三个引脚外接积分电阻和电容，积分电容一般选0.1uF聚脂薄膜电容，如果需每秒转换4次，时钟频率选为66kHz，在2.000V满量程时，电阻R1约为470kΩ，而满量程为200mV 时，R1取27kΩ。

[5]. Pin7、Pin8(C01、C02)—外接失调补偿电容端，电容一般也选0.1uF聚脂薄膜电容即可。

mc14433组成数字电压表的原理与应用

MC14433组成数字电压表的原理与应用1. 引言数字电压表作为一种常见的电子测量仪器，在工业、科研、教育等领域得到广泛应用。

本文将介绍MC14433芯片的原理和应用，它是构成数字电压表的核心元件之一。

2. MC14433芯片概述MC14433是一种数字显示器驱动芯片，常用于数字电压表等仪器设备中。

它具有以下主要特点：•支持四位七段LED数字显示器的驱动；•内部集成了BCD-7段解码器，可以将输入的BCD码转换为七段LED 数字管需要的信号；•提供多种显示模式，包括静态和动态显示模式；•内部电流放大器可供驱动外部的数字LED显示器。

3. MC14433芯片的原理MC14433芯片的原理基于BCD码到七段LED显示的转换。

BCD码是一种用二进制编码的十进制数表示方法，每个十进制数由4位二进制数字表示。

MC14433芯片接收输入的BCD码信号，并通过内部的解码器将其转换为七段LED数字管所需的信号。

计算机系统或其他测量设备可通过数字信号与MC14433芯片进行通信，将测量结果以BCD码的形式传输给芯片。

MC14433的内部电流放大器可为外部的数字LED显示器提供足够的驱动电流，确保显示器亮度均匀且清晰可见。

4. MC14433芯片的应用MC14433芯片广泛应用于数字电压表设备中，以下是其在该领域的几个主要应用场景：4.1 汽车电压表MC14433芯片可与传感器和汽车电路系统连接，实现对汽车电压的准确测量和显示。

通过MC14433芯片的驱动，可以将测量得到的电压值以数字形式显示在数码管上，提供给驾驶员参考。

4.2 工业自动化领域在工业自动化领域，数字电压表是一种常用的测量仪器。

MC14433芯片可与各种传感器和工控设备连接，实现对电压信号的检测和显示。

这对于监控和控制工业生产过程中的电压变化非常重要。

4.3 实验教学领域MC14433芯片可以用于实验教学中的电路实验，帮助学生理解电压测量原理和数字显示技术。