测量直流电压的电路1

二：测量直流电压的电路

设计图示测量直流电压的电路，并在电子技术装置上进行电路接线。

(1) 图示振荡电路由555集成电路组成的多谐振荡器，要求使其频率为1 KHz ，设计该电路，并列出计算公式确定元器件参数。

∵()1000243

.1121=⨯⨯+=

C R R f Hz R 1 = R 2 =10 K Ω，C 1=0.01 μF ，

∴C 0 = 0.0477 μF.

555多谐振荡器组成：

在实际实验中，为了方便观察，故使频率变小，即电阻或电容变大。

(2) 用运放设计D/A 的电流-电压转换电路及电平比较电路，使LED 指示值与输入电平相等时停止转换。画出完整的电路图并注明参数。

电路图：

图中相关参数： R 1 = R 2 =10 K Ω，C 1 = 0.01 μF ，C 0 =0.0477 μF R 3=2.0Ω。

(3) 计数器是由两片40193集成块组成。 40193芯片(4位二进制计数器)： 管脚图：

功能表：

输入

输出

功

能

R

PE

CP+ CP- ID IC IB IA QD QC QB QA 1 X X X X X X X 0 0 0 0 清零 0 0 X X ID IC IB IA ID IC

IB

IA

置数 0 1 ↑ 1 X X X X 加法计数 计数

1

1

↑

X

X

X

X

减法计数

DAC8032芯片功能表：

管脚排列图DI0~DI7：数据输入线，TLL电平。

ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。

CS：片选信号输入线，低电平有效。

WR1：为输入寄存器的写选通信号。

XFER：数据传送控制信号输入线，低电平有效。

WR2：为DAC寄存器写选通输入线。

Iout1:电流输出线。当输入全为1时Iout1最大。

Iout2: 电流输出线。其值与Iout1之和为一常数。

Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻.

Vcc:电源输入线(+5v~+15v)

Vref:基准电压输入线(-10v~+10v)

AGND:模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地.

DGND:数字地,两种地线在基准电源处共地比较好.

DAC8032芯片：DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。

DAC0832的主要特性参数如下：

* 分辨率为8位；

* 电流稳定时间1us；

* 可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；

* 只需在满量程下调整其线性度；

* 单一电源供电（+5V～+15V）；

* 低功耗，20mW。

DAC0832的工作方式：

根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。

DAC0832引脚功能电路应用原理图DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。所以这个芯片的应用很广泛,关于DAC0832应用的一些重要资料见下图： D/A转换结果采用电流形式输出。若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，也可外接。DAC0832逻辑输入满足TTL电平，可直接与TTL电路或微机电路连接。

利用555定时器构成多谐振荡器，使输出为矩形波，向芯片40193的CP 提供脉冲。 D/A 的电流—电压转换电路

+

-Iout 1

Iout 2

D 0

DAC0832

Uref D 7

D/A 电流电压转换电路

U x (0~4V)

+

-电平比较电路

图2.2

R fb U OUT

芯片DAC0832中，D 0~ D 7为数据输入线，输出电流I OUT1、I OUT2 的和为常数，I OUT1、I OUT2 随DAC 寄存器的内容线性变化。DAC0832为电流输入型D/A 转换器，要获得模拟电压输出时，需要外加转换电路，上图便为运算放大器组成的模拟电压输出电路。随后，再通过电平比较电路，得到相应的高低电平输出。进而，再通过与非门构成的逻辑电路，使电平比较电路的输出控制CP+，使得LED 显示电路最终显示待测量的直流电压。

由与非门构成的基本RS 触发器

实验分析：

给定一个U x 的时候先把40193复位，然后把开关接高电平，电路在LED 指示值与输入电平相等时会自动的停止，记下此时的D 0到D 7来验证公式。

U x D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0 0V 0 0 0 0 0 0 0 0 1V 0 0 0 1 0 1 0 0 2V 0 0 1 0 1 0 0 1 3V 0 0 1 1 1 1 1 0 4V

1

1

1

根据数据可以得出这样的公式：U x ()256

D D 1207对应的十进制数

到⨯=.

从上表可以看出，在误差允许的范围内，实际Ux 与给定值是相等的。

实际U x D 7 D 6 D 5 D 5 D 3 D 2 D 1 D 0 0.09V 0 0 0 0 0 0 1 0 1.03V 0 0 0 1 0 1 1 0 2.02V 0 0 1 0 1 0 1 1 3.04V 0 1 0 0 0 0 0 1 4.03V

1

1

1

1