自动量程转换数字电压表

1、自动量程转换数字电压表（Digital Voltmeter）设计1技术指标：测量量程：电压0-1.9990-1999V；电流20mA-10A；电阻K.误差：0.05；输入电阻：>>1M；功耗：16Mw1）A/D转换器MC14433的数字电路主要包括时钟振荡器，3½位十进制计数器，锁存器，多路选择开关，控制逻辑，极性检测器和超量程指示器。芯片内部没有译码器，使用时必须接段译码驱动电路，才能驱动共阴极LED显示器。2）CC4066CMOS四双向模拟开关的管脚，它由四个传输门构成，图（b）为其中一个模拟开关的逻辑图。当VC1为低电平时，开关断开，反之，当VC1为高电平时，则接通

2、。输入信号在0VDD之间变化，输入与输出端可互换。图中VDD为正电源，CC4066的VSS端可以接地也可以接负电源，VSS接负电源可以增大关断电阻。 (a)CC4066管脚图 (b)逻辑图 CC4066管脚图和逻辑图3)移位寄存器CC40194移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器，只需要改变左、右移的控制信号便可实现双向移位要求。根据移位寄存器存取信息的方式不同分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。本设计中选用的4位双向通用移位寄存器，型号为CC40194。 CC40194的逻辑符

3、号及引脚功能4)译码驱动电路CD4511和MC1413CD4511是BCD七段LED锁存译码驱动器。当LE为低电平时，将加在A、B、C、D端的数据译成段驱动信号，经限流电阻送到数码管的段控制线上。当LE为高电平时，驱动信号被锁存在CD4511的输出端，实现静态显示。因CD4511输出为高电平有效，故选用共阴极数码管。MC1413属于7路达林顿驱动器（现仅用其中5路），它有两个作用：第一，将DS1DS4反相成低电平有效，以便接LED数码管的公共阴极；第二，增加驱动能力，其l500，ICM200mA，7路同时工作时每路仍可输出40mA电流。利用MC1403向MC14433提供的基准电压，RP为精密

4、多圈电位器。时钟震荡器由芯片内部的反相器F1F3，震荡电容C，以及外部电阻RC所组成，它也属于阻容式震荡器。由于内部反相器的阕值电压不尽相同，加之C，RC的具体数值也存在一定的误差。此外，为了提高抗工频干扰的能力，f0值应为市电频率的整倍数。测量速率(次/秒)时钟频率f0/KHzRC/K测量速率(次/秒)时钟频率f0/KHzRC/k350750610036046647012025058040010160180作动态扫描时，扫描频率f1= f0/80。若取f0=50KHz，则f1=625Hz，测量速率MR= f0/16400=3次/秒。MC14433的时钟频率fcp与CP0，CP1两端所接电阻R

5、C值有关。当RC=470K时，fcp66KHz，当RC750K时，fcp50KHz每个AD转换周期约需16400个时钟脉冲。若时钟频率fcp66KHz时，由式TNfcp4Nfosc可得一次AD转换所需时间为TNfcp0.25s，则测量速度为4次S。（1）. 加电源电压:Vdd=+5V,Vee=-5V;（2）. 用示波器观察MC14433的11脚FCLK时钟频率:调整R2=66K;（3）. 采用稳压电源,调整其输出电压为1.999V或199mV,以此作为模拟量输入信号Ix;此值需要用标准数字电压表监视,然后调准基准电压Vr的电位器,使LED显示为1.999V或199mV,此时将电位器固定好;（4

6、）. 观察MC14433第6脚处的积分波形:调整电阻R1使Vx为1.999V或199mV时,积分器不饱和,又能得到最大不失真的摆幅;（5）. 检查自动调零功能:当MC14433的Vx端与Vx短路或Vx 端没有输入信号时,LED的显示器显示0000;（6）. 检查超量程溢出功能:调节Vx植,当Vx为2V观察LED发光数码管有否闪烁显示警告作用,此时OR非端应为低电平。（7）. 检查自动极性转换功能:将+1.990V和-1.990先后加到端,两次读书之差为翻转误差,根据MOTOROLA公司规定,正负极翻转时,允许个位有+1和-1的误差;（8）. 测试线性度误差:将输入信号Vx从0V增大到+1.999V,输出几个采样值,其Vx值用准确数字来监视,然后与LED 显示数值,其最大偏差为线形状误差;（9）. 将信号电压Vx极性反,重复;（10）. 当MC14433的9与14脚相连时,观察