项目十二-数字毫伏表制作.ppt

项目12 数字毫伏表,主讲 王启洋,项目样机,项目目标,知识目标 1. 了解数模转换（DAC）基本概念； 2. 了解模数转换（ADC）基本概念。 技能目标 1. 认识集成数模转换电路和模数转换电路的引脚图及功能； 2. 能搭接数模转换电路和模数转换电路； 3. 能制作数字毫伏表。,项目介绍,数字毫伏表可以将被测的模拟电压转换为数字量，并进行实时数字显示。 数字毫伏表测量精度高、读数清晰、使用方便，是精确测量电压的实用仪表。 数字毫伏表由MC14433三位半A/D 转换器、CD4511显示译码器、能隙基准电源MC1403和共阴极三位半LED数码管组成。,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,知识链接1 认识数模转换（D/A） 数字量到模拟量的转换称为数模转换，简称D/A转换。,读一读 数模转换框图,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,算一算 数模转换输出模拟电压 1、输出模拟电压公式,uo： DAC模拟电压输出 UREF: 基准电压 Dn: n位二进制数字量,2、输出模拟电压范围,0,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,认一认 集成D/A转换器AD7520 1、引脚图 d9d0：10位输入数字量 IOUT1和IOUT2：电流输出端 RF：反馈电阻RF UREF：基准电压 UDD：电源正端 GND：接地端,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,2、典型应用电路,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,学一学 DAC的主要技术指标,1. 转换精度 DAC的精度通常用分辨率表示。 n位DAC的分辨率即为n。 2. 转换速度 当DAC输入数字量发生变化时，输出模拟量需要一段时间才能达到对应的量值。 3. 温度系数 输入数字量不变的情况下，输出模拟电压随温度变化的变化量。,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,知识链接2 认识模数转换,读一读 ADC的一般步骤,1. 取样与保持,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,取样保持后输入/输出波形,取样定理,fs2fimax,fs：取样信号S(t)频率 fimax：输入模拟电压ui (t)最高频率,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,2.量化与编码,量化： 取样-保持后的输出电压表示为最小单位的整数倍,编码： 量化后的数值通过编码用二进制数表示出来,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,算一算 ADC输出数字量,例：8位ADC基准电压是5V，输入模拟电压ui=3.3V， 求输出二进制数字量。,量化单位,输出数字量,（168）D=（10101000）B,量化误差：取样电压不能被整除，产生误差,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,认一认 集成MC14433,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,1脚：UAG模拟地 2脚：UREF外接基准电压输入端 3脚：UX被测模拟电压输入端 4脚：R1外接积分电阻端 5脚：R1C1外接积分阻容公共接点 6脚：C1外接积分电容器端 7脚和 8脚：C01和C02外接失调补偿电容器端,9脚：DU实时输出控制端 10脚：CPI时钟信号输入端 11脚：CPO时钟信号输出端,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,12脚：VEE负电源端 13脚：VSS接地端 14脚端：EOC转换周期结束标志输出端 15脚： 过量程标志输出端 1619脚：DS4DS1多路选通个位、十位、百 位和千位输出端 2023脚：Q0Q3是AD 转换数据BCD8421码 的4位输出端 24脚：VDD正电源端,任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）,学一学 ADC的主要技术指标,1. 转换精度 单片集成ADC的转换精度是用分辨率和转换误差来描述的。 2. 转换时间 转换时间是指ADC从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。,电路识读 数字毫伏表原理图,1、框图,任务2 数字毫伏表制作,2、原理图,任务2 数字毫伏表制作,（1）MC14433： AD转换器 （2）MC1403：基准电源 （3）CD4511：七段译码器。 （4）V1V4：显示驱动器 （5）三位半显示屏,任务2 数字毫伏表制作,3. 工作过程,（1）A/D转换 MC14433是双积分AD 转换器，采用电压时间 间隔（VT）转换方式。,（2）基准电源 输入5V电压，为A/D转换 器提供2V的基准电压,任务2 数字毫伏表制作,（3）七段显示译码器 将MC14433输出的三位半8421BCD码译成ag七段信号,任务2 数字毫伏表制作,（4）显示驱动器 三极管V1V4接MC14433的DS1DS4端输出选通脉冲， 产生千、百、十和个位的负向驱动脉冲,任务2 数字毫伏表制作,扫描工作频率 DS1DS4选通脉冲宽度18TCP，间隔2TCP,R2=470k fCP=66kHz,扫描工作频率,扫描周期约：T=（18+2）5TCP,任务2 数字毫伏表制作,（5）过量程 输入电压UX超过量程，输出过量程标志信号,过量程时，数码管熄灭,（6）小数点 安装小数点是便于读数,任务2 数字毫伏表制作,实训操作1 元器件识别与检测,1.集成电路引脚认识及测试,集成能隙基准电源MC1403测试,任务2 数字毫伏表制作,2.电阻器和电容器识别与测试,3.电位器识别与检测,任务2 数字毫伏表制作,4.三极管的识别与检测,晶体管极性和质量检测,任务2 数字毫伏表制作,5.三位半数码显示屏,6.转换开关识别与检测,任务2 数字毫伏表制作,7.印制电路板图,任务2 数字毫伏表制作,元器件实物照片,任务2 数字毫伏表制作,元器件清单,元器件清单,任务2 数字毫伏表制作,任务2 数字毫伏表制作,实训操作2 组装电路,1.焊接前的准备工作,2. 按焊接工艺组装,电路焊接工艺要求,任务2 数字毫伏表制作,实训操作3 调试电路,1. +5V和-5V双电源,任务2 数字毫伏表制作,2.被测信号uX,3. 基准电压调整,转换开关：校准位置 用螺丝刀缓慢转动电位器RP1的转动柄，显示1999,任务2 数字毫伏表制作,4. 测量电压,转换开关：测量位置 缓慢转动电位器RP的转动柄，显示随RP转动而变,5. 故障记录与排除,6. 电路测试,（1）MC14433扫描驱动波形测试,（2）双踪示波器观察V1至V4集电极波形,（3）时钟频率测定,项目小结,1. D/A转换：把数字量到模拟量的转换称为数-模转换，简称为D/A转换；