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

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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。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

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。

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