三位半数字直流电压表的设计样本
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。
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。
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。
数字电子项目4 三位半直流数字电压电流表的设计与制作
制作一块3位半数字电压表头，要求主 芯片使用ICL7107。这种数字电压表头，被 广泛应用在许多测量场合，它是进行模拟 －数字转换的最基本，最简单而又最低价 位的一个方法，是作为数字化测量的一种 最基本的技能。
4.1 数/模和模/数转换器
概述 D/A转换器 A/D转换器
概述
数模转换： 将数字量转换为模拟电量(电压或电流)，使输出
双极性D-A转换时，常用的代表数字量的输入编码有：符 号-数值码、偏移二进制码、二进制补码和BCD码等。
三、DAC的主要技术指标
（1） 分辨率 是指DAC能分辨的最小输出模拟增量，一般将其定义为
DAC最小输出电压与最大输出电压之比，即一个n位电压输 出的DAC分辨率为 1。显然，分辨率取决于输入数字量 的位数，因此，分辨率2n也1常用输入数字量位数表示，如8位， 12位等。
（a） 取样保持电路原理； （b） 工作波形 图4-3 取样保持电路及输出波形
的模拟电量与输入的数字量成正比。 实现数模转换的电路称数模转换器。
模数转换D：igita将l -模A拟na电log量C转on换ve为rt数er字，量简，称使D输/A出转的换数器字或量DA与C输。入
的模拟电量成正比。 实现模数转换的电路称模数转换器。
Analog - Digital Converter，简称 A/D 转换器或ADC。
=
1 2
I2
=
21 24
IR
I0
=
I0
=
1 2
I1
=
20 24
IR
由基准电源VREF供出电流 为:IR=VREF/R
当输入的4位二进制数代码为d3d2d1d0时， 则
I
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。
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： 2012318113 学生姓名：沈指导教师：杜职称：讲师2014年7 月 3 日目录一、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。
三位半数字电压表设计
一、课程设计要求；采用中小规模集成电路、MC14433A/D转换器等电路进行设计三位半数字电压表。
要求如下：1、直流电压测量范围 1999—0001V；199.9—0.1V；19.99—0.01V；1.999—0.001V；2、交流电压测量范围 1999—199V；3、3位半数码显示。
二、方案设计及论证；方案设计一：本设计实际上是将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示，主要由以下几部分构成：量程转换电路、AC-DC转换电路、3位半A/D转换单元电路、基准电源单元电路、译码驱动单元以及数码管显示单元。
其中A/D转换器选用三位半MC14433，基准电源选用MC1403，译码驱动器则CD4511，另加四个共阴极LED发光数码管。
原理框图如下：方案设计二：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：方案设计三：根据系统功能实现要求，决定控制系统采用ICL7106、四个共阴极LED数码管。
原理框图如下：方案比较：①色彩绚丽，寿命长，功耗高寿命短，微功耗输出功能具有BCD码输出，可配计算机进行数据处理，自动控制自动打印结果无BCD码输出，不能配计算机或打印机外围电路需配基准电源，短译码驱动器和位驱动器，电路较复杂外围电路简单，只需5个电阻和5个电容②由于3位半双积分式A/D转换器MC14433可以满足设计要求，其转换精度为读数的±0.05%±1字，并能很方便地判断出是否超欠量程，以便于量程的自动切换功能的实现，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，另外价格只有10元多点，是较好的选择， MC1403集成精密稳压源作参考电压，MC1403的输出电压为 2.5V，当输入电压在4.5～15V 范围内变化时，输出电压的变化不超过3mV，一般只有0.6mV左右，输出最大电流为10mA因此选择方案一。
三位半数字电压表----王永申
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: __电控102_______学生姓名:王永申 ____学号: 2010308216 __指导老师：赵艳秋、杜春晖 _____设计地点（单位）: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17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、电路内容。
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。
最新三位半数字电压表
三位半数字电压表四、设计原理及电路图（1）数字电压表原理框图如下：方案1的原理框图如图a所示；方案2的原理框图如图b所示；方案3的原理框图如图c所示。
图a图b图c鉴于选用方案一，由数字电压表原理框图可知,数字电压表由五个模块构成,分别是基准电压模块, 3 1/2位A/D电路模块,字形译码驱动电路模块,显示电路模块,字位驱动电路模块.各个模块设计如下:量程转换模块采用多量程选择的分压电阻网络，可设计四个分压电阻大小分别为900K Ω，90KΩ，9KΩ和1KΩ。
用无触点模拟开关实现量程的切换。
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 转换器作参考电压.3 1/2位A/D电路模块Output直流数字电压表的核心器件是一个间接型A / D转换器，这个模块由MC14433和积分元件构成,将输入的模拟信号转换成数字信号。
字形译码驱动电路模块这个模块由MC4511构成 ,将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。
显示电路模块这个模块由LG5641AH构成,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。
（2）实验芯片简介：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。
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。
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。
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。
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。
三位半数字直流电压表的设计(参考模板)
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)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之内。
3位半数字电压表
目录第一章三位半数字电压表的设计方案题目及设计目的 (2)设计要求 (2)方案设计 (2)三位半数字电压表的设计思想 (4)第二章三位半数字电压表设计过程三位半数字电压表特点 (4)TC7107的介绍 (5)TC7107的性能特点 (6)TC7017的功能 (6)第三章电路仿真电路仿真 (7)第四章实验总结实验总结 (8)一：三位半数字电压表的设计案题目及设计目的1、题目：三位半位数字电压表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。
设计要求采用课程或实验内容中所使用的元器件，设计一个三位半数字电压表，三位半是指个位、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，但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。
1.任务要求：2.基本要求：3.直流电压测量范围（0~200V）测量误差小于1%4.附加5.交流电压测量范围（0~200V）测量误差小于1%6.自动量程转换7.通过查阅资料，实现设计要求，写出实现原理，画出原理框图，描述其功能，并给出数字电压表电路原理图。
方案设计利用成熟芯片Tc7107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。
优点：可直接驱动LED数码管，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。
数字电压表原理框图如下：三位半数字电压表的设计思想数字电压表的位数是指完整显示位，即能够显示0-9十个数字的位。
所谓三位半数字电压表，即只有3位完整显示位，而其最高位只能显示0或1，故称为半位。
数字电压表一般由模拟电路与数字电路两大部分组成，模拟部分包括输入放大器、A/D转换器和基准电压源；数字部分包括计数器、译码器、逻辑控制器、振荡器和显示器。
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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设计院系物理学院专业过程控制自动化学生班级级1班姓名 xxxx 学号 xxxx指引教师单位 xxxxx指引教师姓名 xxxx 指引教师职称 xxxx7月三位半数字直流电压表过程控制自动化专业级 xxx指引教师 xxx摘要：依照设计指标和规定，结合平时所学理论知识，设计出一种功能较齐全数字直流电压表。
核心词：电压表、电路、设计、A/D转换器目录前言 (1)1 设计技术指标与规定 (1)1.1 设计技术指标 (1)1.2 设计规定 (1)2 方案设计及元器件清单 (1)3 电路工作原理 (2)4 各某些功能 (3)4.1 三位半位双积分A / D 转换器CC14433 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 显示屏 (5)5系统电路总图及原理 (5)5.1 电路构成 (5)5.2 电路工作原理及过程 (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)参照文献 (10)前言数字电压表（Digital Voltmeter），简称DVM，是采用数字化测量技术，把持续模仿信号转换成不持续、离散数字形式并加以显示仪表。
数字电压表类型诸多，其输入电路、设计电路和显示电路基本相似，只是电压—数字转换办法不同。
因而，咱们本次设计电压表就是为了理解电压表原理，从而学会制作电压表。
并且通过电压表制作进一步理解各种在制作中用到中小规模集成电路作用及实用办法。
1 设计技术指标与规定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：能保持某一时刻读数；4. 批示值与原则电压表达值误差最低位在5之内。
1.2 设计规定1. 画出电路原理图（或仿真电路图）；2. 元器件及参数选取；3. 编写设计报告写出设计全过程，附上关于资料和图纸，有心得体会。
2 方案设计及元器件清单选用A/D转换芯片MC14433、CC4511、MC1413、MC1403实现电压测量，用四位数码管显示出最后转换电压成果。
缺陷是工作速度低，长处是精度较高，工作性能比较稳定，抗干扰能力比较强。
详细元器件清单如表1所示。
表一元器件清单3电路工作原理1.直流数字电压表核心器件是一种间接型A / D 转换器 它一方面将输入模仿电压信号变换成易于精确测量时间量 然后在这个时间宽度里用计数器计时 计数成果就是正比于输入模仿电压信号数字量，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、CC4511 BCD到七段锁存-译码-驱动器、能隙基准电源 MCl403 和共阴极 LED 发光数码管构成。
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，其数字范畴均为 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，因此称为半位。
数字电压表原理框图如图1所示。
图1 数字电压表原理框图4 各某些功能4.1 三位半位双积分A / D 转换器CC14433 性能特点CC14433 是CMOS 双积分式三位半A / D 转换器，它是将构成数字和模仿电路约7700 各种MOS 晶体管集成在一种硅芯片上，芯片有24 只引脚 采用双列直插式，其引脚排列与功能如图2 所示。
图2 CC14433引脚排列引脚功能阐明：VAG （1 脚）：被测电压VX 和基准电压VR 参照地 VR （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 （聚酯薄膜电容器），R1=470K Ω (2V 量程)； R1=27K Ω （200mV 量程）。
C01（7 脚）C02（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）CPo（11 脚）：时钟振荡外接电阻端 典型值为470KΩ。
VEE （12 脚）：电路电源最负端 接 5V。
VSS （13 脚）：除CP 外所有输入端低电平基准（普通与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输出一种正脉冲）宽度为时钟周期一半。
OR（15 脚）：过量程标志输出端 。
DS4到DS1 （16到19 脚）：多路选通脉冲输入端，DS1 相应于千位，DS2 相应于百位，DS3 相应于十位，DS4 相应于个位。
Q0到Q3 （20到23 脚）：BCD 码数据输出端，DS2、DS3、DS4 选通脉冲期间 输出三位完整十进制数，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。
VDD，整个电路正电源端。
4.2 基准电源(CC1403)提供精密电压，供 A／D 转换器作参照电压，如图3所示。
图3 基准电源CC14034.3 译码器(MC4511)将二—十进制(BCD)码转换成七段信号，如图4所示。
图4 译码器(MC4511)4.4 显示电路模块这个模块由LG5641AH构成,将译码器输出七段信号进行数字显示，读出A/D 转换成果。
如图5所示。
图5 显示电路模块4.5 驱动器(MC1413)驱动显示屏 a，b，c，d，e，f，g 七个发光段，驱动发光数码管(LED)进行显示。
4.6 显示屏将译码器输出七段信号进行数字显示，读出A/D转换成果。
5系统电路总图和原理5.1 电路构成将设计各个单元电路进行级联，得到数字电子钟系统电路原理图如图6所示。
图6 三位半直流数字电压表接线图5.2 电路工作原理及过程三位半数字电压表通过位选信号DS1～DS4进行动态扫描显示，由于MC14433电路A/D转换成果是采用BCD码多路调制办法输出，只要配上一块译码器，就可以将转换成果以数字方式实现四位数字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达相应数位被选通，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时序关系是在EOC 脉冲结束后，紧接着是DS1输出正脉冲。
如下依次为DS2，DS3和DS4。
其中DS1相应最高位(MSD)，DS4则相应最低位(LSD)。
在相应DS2，DS3和DS4选通期间，Q0～Q3输出BCD全位数据，即以8421码方式输出相应数字0～9．在DS1选通期间，Q0～Q3输出千位半位数0或l及过量程、欠量程和极性标志信号。
在位选信号DS1选通期间Q0～Q3输出内容如下：Q3表达千位数，Q3=0代表千位数数宇显示为1，Q3=1代表千位数数字显示为0。
Q2表达被测电压极性，Q2电平为1，表达极性为正，即UX>0；Q2电平为0，表达极性为负，即UX<0。
显示数负号(负电压)由MC1413中一只晶体管控制，符号位“-”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 使显示屏“-”(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。
小数点显示是由正电源通过限流电阻RDP供电燃亮小数点。
若量程不同则选通相应小数点。
过量程是当输入电压UX超过量程范畴时，输出过量程标志信号OR----。
当Q3=0,Q0=1时，表达Ux处在过量程状态；当Q3=1，Q0=1时，表达Ux处在欠量程状态。
当OR---- = 0 时，|UX|>1999，则溢出。
|UX|>UR则OR----输出低电平。
当OR---- = 1时，表达|UX|<UR 。
平时OR输出为高电平，表达被测量在量程内。
MC14433OR----端与MC4511消隐端BI____直接相连，当UX超过量程范畴时，OR____输出低电平，即OR---= 0 →BI---- = 0 ，MC4511译码器输出全0，使发光数码管显示数字熄灭，而负号和小数点依然发亮。
5.2.1 三位半A／D转换器MC14433在数字仪表中，MC14433电路是一种低功耗三位半双积分式A/D转换器。
和其他典型双积分A/D转换器类似，MC14433A/D转换器由积分器、比较器、计数器和控制电路构成。
如果必要设计应用者可参照有关参照书。
使用MC14433时只要外接两个电阻(分别是片内RC 振荡器外接电阻和积分电阻RI)和两个电容(分别是积分电容CI 和自动调零补偿电容C0)就能执行三位半A/D转换。
MC14433内部模仿电路实现了如下功能：（1）提高A/D 转换器输入阻抗，使输入阻抗可达l00MΩ以上；（2）和外接RI、CI构成一种积分放大器，完毕V/T 转换即电压—时间转换；（3）构造了电压比较器，完毕“0”电平检出，将输入电压与零电压进行比较，依照两者差值决定极性输出是“1”还是“0”。
比较器输出用作内部数字控制电路一种鉴别信号；（4）与外接电容器C0构成自动调零电路。
除“模仿电路”以外，MC14433 内部具有四位十进制计数器，对反积分时间进行3位半BCD码计数(0～1999)，并锁存于三位半十进制代码数据寄存器，在控制逻辑和实时取数信号(DU)作用下，实现A/D转换成果锁定和存储。
借助于多路选取开关，从高位到低位逐位输出BCD码Q0～Q3，并输出相应位多路选通脉冲标志信号DS1～DS4实现三位半数码扫描方式（多路调制方式）输出。
MC14433内部控制逻辑是A/D 转换指挥中心，它统一控制各某些电路工作。
依照比较器输出极性接通电子模仿开关，完毕A/D转换各个阶段开关转换，产生定期转换信号以及过量程等功能标志信号。
在对基准电压VREF 进行积分时，控制逻辑令4位计数器开始计数，完毕A/D 转换。
MC14433内部具备时钟发生器，它通过外接电阻构成反馈，井运用内部电容形成振荡，产生节拍时钟脉冲，使电路统一动作，这是一种施密特触发式正反馈RC 多谐振荡器，普通外接电阻为360kΩ时，振荡频率为100kHz；当外接电阻为470kΩ时，振荡频率则为66kHz，当外接电阻为750kΩ时，振荡频率为50kHz。