三位半数字电压表课程设计报告书
三位半数字直流电压表设计multisim
三位半数字直流电压表设计multisim
【设计背景及意义】
随着科技的不断发展，数字电压表在各个领域的应用越来越广泛。
三位半数字电压表作为一种常见的测量仪器，具有高精度、高稳定性、易于操作等优点。
本文将介绍如何使用Multisim软件设计一款三位半数字直流电压表，以满足实际应用需求。
【设计原理】
三位半数字直流电压表的设计主要依据以下原理：
1.采用分压式电路实现电压测量；
2.利用模数转换器将模拟信号转换为数字信号；
3.通过数字显示电路将数字信号转换为直观的电压值。
【设计步骤】
1.打开Multisim软件，新建一个项目；
2.添加所需元器件，包括电阻、电容、二极管、晶体管、运算放大器等；
3.连接电路，构建分压式电压测量电路、模数转换电路和数字显示电路；
4.设置元器件参数，如电阻值、电容值等；
5.添加电源和信号源，设置电压值；
6.配置仿真参数，进行仿真实验；
7.分析仿真结果，优化电路设计。
【仿真结果及分析】
经过多次仿真实验，得到以下结果：
1.电压测量范围：0~100V；
2.电压测量精度：0.5%；
3.数字显示：三位半液晶显示屏；
4.响应速度：≤1秒。
通过分析仿真结果，可以看出设计的三位半数字直流电压表具备较高的精度和响应速度，能够满足大部分实际应用场景的需求。
【总结与展望】
本文通过Multisim软件设计了一款三位半数字直流电压表，详细介绍了设计原理、步骤及仿真结果。
在今后的工作中，可以进一步优化电路设计，提高电压表的性能，如降低功耗、扩大测量范围等。
三位半数字电压表课程设计报告
四、总体方案选择
方案一：采用MC14433,它是一个三位半A/D转换器且能进行实时数字显示；该系统可采用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。其原理框图如下图4.1
Q3表示千位，Q3=‘0’代表千位数的数字显示为1，Q3=‘1’代表千位数的数字显示为0即最高位消隐，可以认为是最高位因出现无效零而自动消隐；
Q2表示被测电压的极性，Q2的电平为1，表示极性为正，即VX>0，Q2的电平为0，表示极性为负，即VX<0。显示数的负号由MC1413中的一只晶体管控制，符号位的‘—’阴极与千位数阴极接在一起，通过限流电阻RM使显示器的‘—’（即g段）点亮；当输入VX为正电压时，Q2输出为‘1’，符号控制位使达林顿驱动器导通，电阻RM接地，使‘—’旁路而熄灭。
MC14433基准电压UREF由外电路提供，即由RP电位器提供200mv或2v的基准电压。
MC1413用四个NPN管代替，它有两个作用：一是将位选输出的正方波反相变为负方波以便选入到LED的共阴极；二是增加驱动能力。
MC1403为一能隙基准电压源，通过RP可调节基准电压的大小。
整个电路的基本工作过程如下：
3：要求电路能进行交直流测量。
4：将设计方案进行比较与总体设计。
5：选出最优方案进行详细设计。
6：根据设计过程写出详细的课程设计报告。
7：总结心得体会完成课程设计任务。
8：按时交上课程设计报告。
三、数字电压表基本原理
三位半数字电压表电路的设计
目录一、题目及设计目的 (2)二、设计要求 (2)三、方案设计与论证 (2)（1）主控芯片 (2)（2）显示部分 (2)四、设计原理及电路图 (3)（1）数字电压表原理框图 (3)量程转换模块 (3)基准电压模块 (3)A/D电路模块 (3)字形译码驱动电路模块 (4)显示电路模块 (4)（2）实验芯片简介 (5)三位半A／D转换器MC14433 (5)七段锁存-译码-驱动器CD4511 (8)七路达林顿驱动器阵列MC1413 (9)高精度低漂移能隙基准电源MC1403 (9)五、元器件清单 (11)六、参数计算与仿真图 (11)七、结论与心得 (11)八、参考文献 (12)数字电压表电路设计报告一、题目及设计目的1、题目：3 1/2位数字电压表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。
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；测量交流电压 1999-199V。
三、方案设计与论证1、主控芯片方案1：选用A/D转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。
缺点是工作速度低，优点是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。
方案2：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。
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。
三位半数字直流电压表的设计
钦州学院数字电子技术课程设计报告三位半数字直流电压表的设计院系物理学院专业过程控制自动化学生班级2010级1班姓名xxxx学号xxxx指导教师单位xxxxx指导教师xxxx指导教师职称xxxx2013年7月三位半数字直流电压表过程控制自动化专业2010级xxx指导教师xxx摘要：根据设计的指标和要求，结合平时所学的理论知识，设计出一个功能较齐全的数字直流电压表。
关键词：电压表、电路、设计、A/D转换器目录前言 (1)1 设计技术指标与要求 (1)1.1 设计技术指标 (1)1.2 设计要求 (1)2 方案的设计及元器件清单 (1)3 电路的工作原理 (2)4各部分的功能 (3)4.1 三位半位双积分A / D 转换器CC14433 的性能特点 (3)4.2 基准电源(CC1403) (3)4.3 译码器(MC4511) (4)4.4 显示电路模块 (5)4.5 驱动器 (5)4.6 显示器 (5)5系统电路总图及原理 (5)5.1 电路组成 (5)5.2 电路的工作原理及过程 (6)5.2.1 三位半A／D转换器MC14433 (7)5.2.2七段锁存-译码-驱动器CD4511 (8)5.2.3高精度低漂移能隙基准电源MC1403 (9)6 电路连接测试 (9)7经验体会 (10)参考文献 (10)前言数字电压表（Digital Voltmeter），简称DVM，是采用数字化测量技术，把连续的模拟信号转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
数字电压表的类型很多，其输入电路、设计电路和显示电路基本相似，只是电压—数字转换方法不同。
因此，我们此次设计电压表就是为了了解电压表的原理，从而学会制作电压表。
而且通过电压表的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。
1 设计技术指标与要求1.1 设计技术指标1. 量程：一档：+1.999V～0～－1.999V 二档: +19.99V～0～－19.99V2. 用七段LED数码管显示读数，做到显示稳定、不跳变；3. 保持/测量开关：能保持某一时刻的读数；4. 指示值与标准电压表示值误差最低位在5之。
三位半数字电压表的设计
摘要摘要当今时代，信息充斥着世界的每一个角落，各种电子技术的发展日新月异，其更新的周期非常短，电子技术应用于各行各业，在国民生产和人民生活中的地位越来越重要。
数字电子产品在我们的日常生活中越来越普及，从普通的计算器到现在的数字电视、数字录音机、MP3等，现在还有具有智能系统的数字电子产品。
甚至许多日常生活用品都运用了数字电子产品，如：手机、剃须刀、笔记本电脑等。
现有的简易模拟电压表由于功能单一，适用的范围少等缺点已不能满足人们的高精度、高速度需要，这里需要的是一种能够提供高精度、高速度的采用数字采集技术的数字式电压表应运而生。
本题目介绍的是三位半数字电压表的设计，本次设计主要包括了对电压表的基本构成，双积分型A/D转换器的工作原理以及通用数字电压表的设计方法与调试技术的学习研究，采用集成芯片ICL7107作为数字电压表的A/D转化及锁存和译码模块，使得电路具有设计简单、集成度及可靠性高的特点。
ICL7107采用大电流反向输出，静态驱动共阴极LED数码管，由±5V双电源供电，显示亮度高但耗电较大，适合制作小型的三位半数字电压表。
该系统设计能够实现0～199mV 、0～1.99V、 0～19.99V、 0～199.9V、 0～1999.9V，共五个量程电压值的测量。
做成电路板，进行测试，可得到测试结果。
关键词： ICL7107 数字电压表 A/D转化量程。
ABSTRACTABSTRACTThe modern era, information filled with every corner of the world, all kinds of the development of electronic technology is developing rapidly, and the cycle of the update is very short, electronic technology application in all industries, in the national production and is becoming more and more important in the life of the people. Digital electronic products in our daily life is becoming more and more popular, from the normal calculator to the present digital television, digital recorder, MP3, now there is an intelligent system of digital electronic products. Even many articles for daily use all the digital electronic products, such as: the cellular phone, razor, notebook computers. The existing simple simulation voltmeter because the function of a single, the applicable scope shortcomings, such as less already cannot satisfy people of high precision, high speed need, here need is a can provide high precision, high speed of the digital collection technology of digital voltmeter arises at the historic moment.This subject introduces three and A half of the digital voltmeter design, the design includes the voltmeter to the basic constitution, the double integral type of A/D converter working principle and design method of general digital voltmeter and commissioning technical study, the integrated chips ICL7107 digital voltmeter as the A/D transformation and lock to save and decoding module, so that the circuit is simple in design, integration and the characteristics of high reliability. ICL7107 with large current reverse output, static drive cathode tube of LED digital, by ± 5 V double power supply, show high brightness but large power consumption, suitable for making small three and a half digital voltmeter. The system design can realize 0 ~ 199 mV, 0 ~ 1.99 V, 0 ~ 19.99 V, 0 ~ 199.9 V, 0 ~ 1999.9 V, a total of five range voltage measurement. Make it circuit boards, test, the test results can be obtained.Keyword: ICL7107 Digital voltmeter A/D Scope目录i目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (1)第二章三位半数字电压表的设计方案 (3)2.1题目及设计目的 (3)2.2设计要求 (3)2.3方案设计 (3)2.4三位半数字电压表的设计思想 (5)第三章三位半数字电压表的硬件电路设计 (7)3.1三位半数字电压表的总原理图及其特点 (7)3.1.1总原理图 (7)3.1.2三位半数字电压表的特点 (7)3.2ICL7107的介绍 (8)3.2.1引脚的介绍 (8)3.2.2ICL7107的性能特点 (10)3.2.3ICL7017的功能检查表 (11)3.3电路的基本结构及系统图 (12)3.3.1基本结构 (12)3.3.2电路的系统图 (12)第四章（电路检验）电路仿真 (15)4.1PROTEUS软件介绍 (15)4.2电路仿真 (16)第五章PCB板的设计 (19)5.1P ROTEL99SE软件介绍 (19)5.2绘制原理图并进行分析 (20)5.3PCB板的设计 (21)第六章电路板的焊接及电路调试过程 (23)6.1焊接的注意事项 (23)ii 目录6.2焊接的过程 (23)6.3调试前准备工作及电路总体调试 (24)6.3.1调试仪器 (24)6.3.2调试方法 (24)6.3.3测试结果分析 (24)6.3.4硬件实物图 (24)6.3.5元器件清单 (25)6.4调试注意事项 (25)6.4.1量程的设计 (25)6.4.2积分电容的选择 (25)第七章结束语 (27)致谢 (29)参考文献 (31)第一章绪论1第一章绪论随着社会的发展，电子市场越来越多，电子产品也越来越普遍，一些高科技的产品以代替了一些旧的产品。
三位半数字电压表设计
数字电压表电路设计报告一、题目及设计目的1、题目：3 1/2位数字电压表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。
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；测量交流电压 1999-199V。
三、方案设计选用A/D转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。
缺点是工作速度低，优点是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。
四、数字电压表的基本原理1.数字电压表将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示。
该系统可采用MC14433——3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MCl403 和共阴极LED 发光数码管组成。
2.本系统是3位半数字电压表，3位半是指十进制数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。
数字电压表原理框图如下：五、各部分的功能如下：（1）. 3位半A／D 转换器(MC14433)：将输入的模拟信号转换成数字信号。
MCl4433 采用24 引线双列直插式封装，外引线排列，参考电路图引脚标注，各主要引脚功能说明如下：●(1) 端：V AG，模拟地，是高阻输入端，作为输入被测电压UX和基准电压VREF的参考点地。
三位半数字直流电压表设计multisim
三位半数字直流电压表设计multisim（最新版）目录1.引言2.三位半数字直流电压表的原理3.multisim 软件的使用4.设计过程5.测试结果6.结论正文1.引言数字电压表是一种常用的电子测量仪器，可以测量直流电压、交流电压、脉冲电压等。
随着科技的发展，数字电压表的设计和制造技术也在不断提高，使得数字电压表的性能和精度得到了极大的提升。
在本文中，我们将介绍一种三位半数字直流电压表的设计方法，该方法使用了multisim 软件进行仿真和设计。
2.三位半数字直流电压表的原理数字电压表的原理是基于模拟电压表和模数转换器的。
模拟电压表可以测量连续变化的模拟电压信号，而模数转换器则可以将模拟电压信号转换为数字电压信号。
数字电压表通常由一个模数转换器和一个数字显示器组成，模数转换器将模拟电压信号转换为数字电压信号，数字显示器则将数字电压信号显示出来。
三位半数字直流电压表是一种精度较高的数字电压表，它可以测量最大电压为±1.5V 的直流电压信号。
它的设计原理是基于三个半电池的电路，通过调整三个半电池的电压来实现对直流电压信号的测量。
3.multisim 软件的使用multisim 软件是一种电子电路仿真软件，它可以用来设计和仿真各种电子电路，包括放大器、滤波器、振荡器等。
在本文中，我们将使用multisim 软件来设计和仿真三位半数字直流电压表。
首先，我们需要在 multisim 软件中创建一个新的项目，然后添加所需的元器件，包括电源、电阻、电容、二极管、三极管等。
接下来，我们需要绘制电路图，并进行电路仿真。
在仿真过程中，我们可以通过观察电路的波形和参数来调整电路的性能和精度。
4.设计过程在设计三位半数字直流电压表时，我们需要考虑以下几个方面：首先，我们需要选择合适的元器件，包括模数转换器、电源、电阻、电容等。
这些元器件的选取应根据电路的性能要求和成本考虑。
其次，我们需要设计电路的拓扑结构，包括放大器、滤波器、模数转换器等。
智能仪器课程设计
智能仪器课程设计课程设计名称3位半数字电压表学生姓名、学号谭彩铭（0501170118）指导教师牛国柱2009-1-16课程设计要求设计一3位半直流数字电压表，满足下列要求1、量程为20mV，200mV，2V，20V，200V，测量精度要求0.1%2、3位半数码显示3、工作状态显示4、开机自检5、配简单键盘，如量程切换6、配微型打印机接口由实际操作中遇到的问题找解决方案实际搭建的数字电压表的量程为20mV，200mV，2V和8V，能完成量程的自动切换，并有各种量程状态以及超、欠量程的指示灯显示。
原理图附录一所示。
对应的完整汇编程序见附录三。
1 原理图总体思路由于采用3位半AD转换器TC14433，提供的基准电压为2V，可测电压量程为2V，故大于2V的待测电压衰减后输入，小于2V的待测电压放大后输入。
衰减和放大由51单片机控制控制模拟开关4051，4052来完成。
调试当中，发现若输入电压为负时，比例放大就不准确了，且相差较大，故又用运放和模拟开关搭建了一反相控制电路。
原理图当中，U15为用OP07搭建的电压跟随器，用于增大输入阻抗，减小输出阻抗，以减少对待测电压的影响。
U16为用OP07搭建的一反相器。
U1用于若发现待测电压为负，让待测电压反相后进入后续电路。
U6作用同U15。
U1用于控制是否将待测电压衰减1/4后进入后续电路。
U4和U7用于控制是否对电压进行衰减以及衰减多少。
U17作用同U15。
U2为用MC1403搭建的2V电压源，用于输出较准确的电压源给TC14433作为基准电压。
2 AD转换部分TC14433中，EOC与DU端相连，选择连续工作方式。
EOC与51单片机的中端口0相连，由中断方式采集数据。
中断0采集数据服务子程序如图2所示。
3 升降量程及量程状态指示灯显示程序控制升降量程即控制模拟开关4051和4052，是否对待测电压进行放大或衰减。
如何有效的控制量程的自动转换是一较难点，尤其是保证程序的健壮性。
三位半数字电压表电路的设计课程设计
三位半数字电压表电路的设计课程设计河北建筑工程学院《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）:______专业班级: ___________________学生姓名: ____________学号: 201030812 ____指导老师：赵艳秋 __设计地点:河北建筑工程学院电气实验室_____设计时间: 2012年6月4日-2012年6月15日目录一、题目及设计目的 (2)二、设计要求 (2)三、方案设计与论证 (2)（1）主控芯片 (2)（2）显示部分 (2)四、设计原理及电路图 (3)（1）数字电压表原理框图 (3)量程转换模块 (3)基准电压模块 (3)A/D电路模块 (3)字形译码驱动电路模块 (4)显示电路模块 (4)（2）实验芯片简介 (5)三位半A／D转换器MC14433 (5)七段锁存-译码-驱动器CD4511 (8)七路达林顿驱动器阵列MC1413 (9)高精度低漂移能隙基准电源MC1403 .. 9五、元器件清单 (11)六、参数计算 (11)七、结论与心得 (11)八、参考文献 (12)数字电压表电路设计报告一、题目及设计目的1、题目：3 1/2位数字电压表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。
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；测量交流电压 1999-199V。
三、方案设计与论证1、主控芯片方案1：选用A/D转换芯片MC14433、CD4511、MC1413、MC1403实现电压的测量，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。
数字电压表课程设计报告书
东北石油大学课程设计东北石油大学课程设计任务书课程硬件课程设计题目数字电压表设计专业计算机科学与技术乃元学号 4主要容、基本要求等一、主要容：利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统，使用VHDL语言输入方法设计数字钟。
可以利用层次设计方法和VHDL语言，完成硬件设计设计和仿真。
最后在EL教学实验箱中实现。
二、基本要求：1、A/D转换接口电路的设计，负责对ADC0809的控制。
2、编码转换电路设计，负责把从ADC0809数据总线中读出的电压转换成BCD码。
3、输出七段显示电路的设计，负责将BCD码用7段显示器显示出来。
三、扩展要求1、当测量结束后，蜂鸣器鸣响10声。
四、参考文献[1] 朝清.单片机原理及技术接口[M].:航空航天大学.出版时间:2011年6月第17次印刷[2] 康华光，邹寿彬等.电子技术基础数字部分[M].：高等教育[3] 康华光，林，电子技术基础模拟部分[M].：高等教育.[4] 吴金戌,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].:清华大学,2002[5] 国勋.缩短ICL7135A/D采样程序时间的一种方法［J］.电子技术应用.1993.完成期限 2周指导教师冰专业负责人富宇2012年 6 月 10 日摘要本文阐述了EDA技术的基本特征及关键技术，介绍了EDA工具软件和硬件描述语言，分析了EDA技术的现状及发展趋势。
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。
由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义。
但从EDA技术的几个主要方面的容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。
三位半数字直流电压表的设计
三位半数字直流电压表的设计(总14页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-钦州学院数字电子技术课程设计报告三位半数字直流电压表的设计院系物理学院专业过程控制自动化学生班级 2010级1班姓名 xxxx学号 xxxx指导教师单位 xxxxx指导教师姓名 xxxx指导教师职称 xxxx2013年7月三位半数字直流电压表过程控制自动化专业2010级 xxx指导教师 xxx摘要：根据设计的指标和要求，结合平时所学的理论知识，设计出一个功能较齐全的数字直流电压表。
关键词：电压表、电路、设计、A/D转换器目录前言 (1)1设计技术指标与要求 (1)设计技术指标 (1)设计要求 (1)2 方案的设计及元器件清单 (1)3 电路的工作原理 (2)4 各部分的功能 (3)三位半位双积分A / D 转换器CC14433 的性能特点 (3)基准电源(CC1403) (3)译码器(MC4511) (4)显示电路模块 (5)驱动器 (5)显示器 (5)5系统电路总图及原理 (5)电路组成 (5)电路的工作原理及过程 (6)三位半A／D转换器MC14433 (7)七段锁存-译码-驱动器CD4511 (8)高精度低漂移能隙基准电源MC1403 (9)6电路连接测试 (9)7经验体会 (10)参考文献 (10)前言数字电压表（Digital Voltmeter），简称DVM，是采用数字化测量技术，把连续的模拟信号转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
数字电压表的类型很多，其输入电路、设计电路和显示电路基本相似，只是电压—数字转换方法不同。
因此，我们此次设计电压表就是为了了解电压表的原理，从而学会制作电压表。
而且通过电压表的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。
1 设计技术指标与要求设计技术指标1. 量程：一档：+～0～－二档: +～0～－2. 用七段LED数码管显示读数，做到显示稳定、不跳变；3. 保持/测量开关：能保持某一时刻的读数；4. 指示值与标准电压表示值误差最低位在5之内。
三位半直流数字电压电流表
安徽机电职业技术学院课题设计三位半直流数字电压电流表系别电气工程系专业应用电子班级电子3102姓名孙保成学号13011030552012～ 2013学年第一学期指导教师评语等级签名日期摘要随着科学技术的发展，数字电压、电流表的种类越来越多，功能越来越丰富，当然应用的领域也越来越广泛，给人们的工作和生活带来许多方便。
本文主要介绍的是基于ICL7107数字电压、电流表的设计的设计，ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统是一种集三位半转换器段驱动器位驱动器于一体的大规模集成电路，ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统的一种31/2位A/D转换器，能够直接驱动共阳极数字显示器，够成数字电压表，外接电阻即可构成数字电流表，此电路简洁完整，稍加改造就可以够成其他电路，如数字电子秤、数字温度计的等专门传感器的测量工具。
ICL7107是目前广泛应用于数字测量系统是一种集三位半转换器段驱动器、位驱动器于一体的大规模集成电路，主要用于对不同电压的测量和许多工程上的应用，调频接口电路，它采用的是双积分原理完成A/D 转换，全部转换电路用CMOS大规模集成电路设计。
应用了ICL7107芯片数码管显示器等，芯片第一脚是供电，正确电压时DC5V，连接好电源把所需要测量的物品连接在表的两个端口，从而可以在显示器上看到所需要的结果。
在软件设计上，主要编写了实现计数频率的调节和单片机功能的相关程序，最后把软件设计和硬件设计结合到一起，然后进行调试。
本文阐述了硬件设计中具体的硬件结构和功能和软件设计中具体写入的程序还有相应的调试过程。
关键词：ICL7107芯片、数字电压表、数字电流表、小数点的自动切换目录摘要 (3)第一章三位半数字电压表的设计方案 (7)1.1 题目及设计目的 (7)1.2 设计要求 (7)1.3 方案设计 (7)1.4 三位半数字电压表的设计思想 (7)1.5 三位半数字电压表的总原理图及其特点 (8)1.5.1 三位半数字电压表的特点 (8)1.6 ICL7107的介绍 (9)1.6.1 引脚的介绍 (9)1.6.2 ICL7107的性能特点 (11)1.7 电路的基本结构及系统图 (12)1.7.1 基本结构 (12)1.7.2 电路的系统图 (13)第二章数字电压电流表中小数点的自动切换 (14)2.1切换原理 (14)2.2.电压表原理 (16)2.3．电流表原理 (17)第三章 PCB板的设计 (19)3.1 Protel99 SE软件介绍 (19)3.2 绘制原理图并进行分析 (20)3.3 PCB板的设计 (21)第四章电路板的焊接及电路调试过程 (22)4.1 焊接的注意事项 (22)4.2 焊接的过程 (22)4.3调试前准备工作及电路总体调试 (23)4.3.1调试仪器 (23)4.3.2调试方法 (23)4.3.3 测试结果分析 (23)4.3.4 元器件清单 (23)第五章总结 (26)参考文献 (26)绪论随着社会的发展，电子市场越来越多，电子产品也越来越普遍，一些高科技的产品以代替了一些旧的产品。
三位半数字万用表电路课程设计报告书
六、元器件清单.................................... ...10
七、组装、调试内容....................................11
八、设计心得和体会....................................11
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。本系统是三位半数字电压表,三位半是指十进制数 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。 工作过程如下：
Q3 表示千位数，Q3=0 代表千位数的数字显示为 1，Q3=1 代表千位数的数字显示为 0。 Q2 表示被测电压的极性，Q2 的电平为 1，表示极性为正，即 UX>0；Q2 的电平为 0，表 示极性为负，即 UX<0。显示数的负号(负电压)由 MC1413 中的一只晶体管控制，符 号位的“-’阴极与千位数阴极接在一起，当输入信号 UX 为负电压时，Q2 端输出置 “0”， Q2 负号控制位使得驱动器不工作，通过限流电阻 RM 使显示器的“-”(即 g 段)点亮；当输入信号 UX 为正电压时，Q2 端输出置“1”，负号控制位使达林顿驱 动器导通，电阻 RM 接地，使“-”旁路而熄灭。
4.4
3 1/2 位 A/D 电路模块
三位半数字直流电压表设计multisim
三位半数字直流电压表设计multisim多位半数字直流电压表是一种能够测量电路中直流电压的仪器。
它一般由数码显示部分和模拟-数字转换部分组成。
在Multisim中，我们可以通过建立电路模型来设计并模拟一个三位半数字直流电压表。
我们需要选择合适的元件来构建电路模型。
在三位半数字直流电压表中，最重要的元件是模数转换器（ADC）和显示部分。
在Multisim 中可以通过搜索栏找到这些元件并将它们添加到工作区。
在电路模型中，我们需要引入一个待测电路的输入信号，并连接到ADC的输入引脚上。
可以选择一种直流电源作为输入信号，并使用电阻来限制电流大小，以防止ADC被烧坏。
同时，需要为ADC提供一个参考电压，该电压与输入电压的量程相关。
ADC会将模拟信号转换为数字信号，并输出给显示部分。
在显示部分，我们可以选择七段数码管来显示数字。
在Multisim中，可以找到七段数码管的元件，并将其添加到工作区。
将ADC的输出和数码管的输入进行连接。
在Multisim中，可以使用导线工具将两者连接起来。
此外，为了显示多个数字，可以选择多个数码管，并通过逻辑电路将它们连接在一起。
在设计电路模型时，需要注意以下几点：1.选择合适的ADC和七段数码管。
ADC的位数决定了电压的精确度，而七段数码管的个数决定了显示的范围。
2.为ADC提供合适的参考电压。
参考电压的选取需要根据待测电路的电压范围来确定。
3.使用合适的电阻来限制输入电流，以保护ADC不受损坏。
4.在连接元件时，要确保正确地连接输入和输出引脚，以便电路正常工作。
完成电路模型的设计后，可以进行仿真。
在Multisim中，可以通过点击“仿真”按钮启动仿真过程。
仿真过程将模拟电路中的信号变化，并将结果显示在数码管上。
通过以上步骤，我们可以在Multisim中设计一个三位半数字直流电压表。
设计完成后，可以通过仿真来测试其在不同电压下的显示情况，以验证电路的正确性和稳定性。
总结起来，使用Multisim来设计一个三位半数字直流电压表需要选择合适的元件，构建电路模型，并进行仿真。
三位半数字电压表设计方案
摘要：当今社会是信息科技的时代，科技技术发展日新月异，科学发展的程度是各国竞争的核心力量，尤其是电子信息技术显得更加重要。
在信息处理技术，模数混合系统中，对模拟信号的采样一般是使用专计电路比较复杂，用到集成芯片比较多，给设计带来不便。
为克服这些缺点，这次设计中采用了高级集成芯片ICL7107作为对模拟信号的采样，使设计更简单，可靠性得到提高。
本题目介绍的是三位半数字电压表的设计，本次设计主要包括了对电压表的基本构成，双积分型A/D转换器的工作原理以及通用数字电压表的设计方法与调试技术的学习研究，采用集成芯片TL7107作为数字电压表的A/D转化及锁存和译码模块，使得电路具有设计简单、集成度及可靠性高的特点。
TL7107采用大电流反向输出，静态驱动共阴极LED数码管，由±5V双电源供电，显示亮度高但耗电较大，适合制作小型的三位半数字电压表。
该系统设计能够实现0～199mV、0～1.99V、0～19.99V、0～199.9V、0～1999.9V，共五个量程电压值的测量。
做成电路板，进行测试，可得到测试结果.一、绪论在数字和显示技术中，为了实现数字显示，需要把连续变化的模拟量变化成数字量，这宗变化就是A/D转化。
为了使模拟量变化成数字量，必须经过取样、量化过程。
量化单位越小，整量化的误差就越小，数字量就越接近连续量本真的值。
数字式仪表是能把连续的被测量自动地变成断续的、用数字编码方式的、并以十进制数字自动显示测量结果的一种测量仪表。
它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起。
成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支。
数字电压表简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
数字电压表则采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳读现象，测量结果就是唯一的。
数字电压表具备了很多传统模拟仪表所不能相比拟的优势特点。
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建筑工程学院电子技术课程设计报告设计题目：三位半数字电压表学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：目录一、设计目的............................................................ 错误!未定义书签。
二、功能要求与技术指标.......................................... 错误!未定义书签。
三、方案设计及论证 (2)3.1方案一基于MC14433的数字电压表 (2)3.2方案二基于AT89352单片机的数字电压表 (2)3.3方案三基于ICL7106的数字电压表 (3)四、方案比较及分析 (3)五、电路各部分原理说明 (4)1、电压衰减电路 (4)2、单相桥式整流滤波电路 (4)3、基准电压模块 (4)4、 3 1/2位A/D电路模块 (5)5、显示电路模块 (7)6、所有元件明细表 (7)六、实验原理 (8)七、电路的安装与调试 (12)八、总电路原理图 (13)九、实践总结与心得 (14)十、参考文献三位半数字电压表一、设计目的课程设计主要目的，是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、应完成的工作容和具体的设计方法。
通过设计也有助于复习、巩固以往的学习模电、数电容，达到灵活应用的目的。
在设计完成后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强动手能力。
在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务同时注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面：独立工作能力和创造力。
综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。
查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。
熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法；电路检测与故障排查能力。
工程绘图能力。
写技术报告和编制技术资料的能力。
二、功能要求与技术指标1、利用所学过数字电子技术和模拟电子技术知识，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3 1/2位数字电压表方案，须采用中、小规模集成电路、ICL7107A/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：①测量直流电压1999-1V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；测量交流电压1999-199V②要求三位半显示三、方案设计及论证3.1方案一MC14433的数字电压表此方案是对电压量进行测试并显示的数字电路。
对于交流可以采用桥式整流，通过电阻分压，再用放大器放大，把平均值转换为有效值，最后输送给双积分型A/D 转换器MC14433 Vx测试输入端。
再通过CD4511七段锁存/译码器送到LED显示，完成电压的测试。
MC14433基准电压VREF可由恒压源提供,芯片本身有两个图3-1 MC14433的数字电压表量程2V、200mA此时对应电阻为470KΩ、27 KΩ。
3.2方案二基于AT89C52单片机数字电压表根据系统功能实现要求，决定控制系统采用AT89C52单片机，A/D转换采用ADC0809、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8路其他A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。
原理框图如下：3.3方案三根据系统功能实现要求，决定控制系统采用ICL7107、两个共阳极LED数码管。
原理框图如下：图3-3 基于ICL7107数字电压表四、方案比较及可行性分析（1)显示清晰直观，读书准确数字电压表采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳数现象，测量结果就是唯一的，能缩短读数和记录的时间。
（2）显示位数: 显示位数通常为3位-8位。
（3）准确度高: 准确度测量结果中系统误差与随机误差的综合。
他表示测量结果与真值的一致程度，也反映了测量误差的大小，准确度愈高，测量误差愈小。
数字电压表的准确度远优于模拟式电压表。
(4) 分辨率高: 数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称作仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。
分辨力随显示位数的增加而提高。
数字电压表的分辨力指标亦可用分辨率来表示。
分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。
实际上分辨力仅与仪表显示位数有关，而准确度则取决于A/D转换器等的总误差。
(5) 测量围宽: 多量程DVM一般可测0-1999V直流电压(6)扩展能力强: 在数字电压表的基础上，还可扩展成各种通用及专用数字仪表，数字多用表（DMM）和智能仪器，以满足不同的需要。
(7)测量速率快: 数字电压表在每秒钟对被测电压的测量次数叫测量速率，单位是“次/秒”。
主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。
(8) 集成度高，微功耗五、电路各部分原理说明1、电压衰减电路如左图中四个电阻串联分压设计，总电阻值为10MΩ，当开关S1闭合时，为最小量程2V；当开关S2闭合时，衰减10倍，其量程为20V；当开关S3闭合时，衰减100倍，其量程为200V；当开关S3闭合时，衰减100倍，其量程为200V。
图5-1 量程转换电路图2 、单相桥式整流滤波电路电路为单向桥式整流电路，适用于大电压的整流。
电路TR 为电流变压器，它的作用是将交流电网电压V1变成整流电路要求的电压V2=Sinwt ，四支整流二极管D1~D4接成电桥的形式。
3、基准电压模块这个模块由MC1403和电位器构成, 提供精密电压，供A/D 转换器做参考电压4、3 1/2位A/D 电路模块ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D 转换电路，包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。
可以直接驱动LED 数码管，是一块应用非常广泛的集成电路。
ICL7107将高精度、通用性和真正的低成本很好地结合在一起，它有低于10μV 的自动校零功能，零漂小于1μV/oC ，低于10pA 的输入电流，极性转换误差小于图5-2单相桥式整流滤波电路图5-3MC1403稳压模块一个字。
ICL7107管脚排列介绍：第1引脚：正电源，DC+6V 第26引脚：负电源DC-9V 第21引脚：电源地第2~20、22~25引脚：数字部分第27~40引脚：模拟部分其中：第27引脚：积分器第28引脚：缓冲放大器的输出端，接积分电容CINT第29引脚：积分比较器的反相输入端，外接自动调零端第30、31引脚：信号地和信号正端第32引脚：模拟地第35、36引脚：基准地和基准电压正端第37引脚：数字地，与V+短接进行测试第38~40引脚：时钟振荡的引出端，外阻容元件或石英晶体组成振荡器。
图5-4ICL7107管脚图ICL7107参数选用5、显示模块显示模块采用两块共阳DIP16、所有元件明细表元件清单名称符号参数封装电解电容C1，C2，C3，C4 C103,C224,C473,C103CC3216-1206(贴片)电容C5 C100P CC3216-1206 （贴片）电阻R1+R2，R3+R4，R5，R6，R7，R810K,100K,1M,470K,100K,510ΩCC3216-1206（贴片）图5-5共阳DIP1显示模块六、实验原理(1) 31/2位双积分型A/D转换器ICL7107的基本特点①ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。
②能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN 。
③在芯片部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压VREF 。
④能通过部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。
⑤输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。
⑥整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头。
⑦噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。
⑧芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。
⑨不设有一专门的小数点驱动信号。
使用时可将LED共阳极数数码管公共阳极接V+.⑩可以方便的进行功能检查。
图6-1ICL7107电压表简图(3) ICL7107的工作原理双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。
它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。
838电子它的原理性框图如图6-2所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。
积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期，积分器先后对输入信号电压和基准电压进行两次积分。
比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。
时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。
它是由部的两个反向器以及外部的RC组成的。
其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。
图6-2ICL7107原理性框图计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。
控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。
分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。
译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。
驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。
控制器的作用有三个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。
第二，识别输入电压极性，控制LED数码管的负号显示。
第三，当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1" ，其余码全部熄灭。
钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。
它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。
第一阶段：自动调零阶段AZ转换开始前（转换控制信号VL=0) ，先将计时器清零，并接通开关S0 ，使积分电容C完全放电。
第二阶段：信号积分INT令开关S1合到输入信号V1一侧，积分器对V1进行固定时间Tl的积分，积分结果为：上式说明，在Tl固定条件下V0与Vl成正比。
第三阶段：反向积分DE 令开关S1转至参考电压VREF一侧，积分器反向积分。
如果积分器的输出电压上升至必零时，所经过的积分时间T2则可得，故可得到，可见，反向积分到V0=0这段时间T2与Vl成正比。
令时钟脉冲CD的周期为Tc，计数扔器在T2时间计数值为N得：T2=NTc代入上式得：分析可知：T1,Tc，VREF固定不变，计数值N仅与VIN成正比，实现了模拟量到数字量的转变。