2.4.2数字式电压表的安装与调试（课件）- 高二《电子电路基本技能训练》同步教学（劳动版）

任务2 数字式电压表的安装与调试 学习目标 1. 熟悉数字式电压表的组成和工作原理。 2. 能进行数字式电压表的安装与调试。 1 任务2 数字式电压表的安装与调试 一、电路组成 数字式电压表是数字式仪表的核心，只要在数字式电压表的基础上增加不同的测量线路，就能组成各种不同用途的数字式仪表。数字式电压表电路如图 所示。 2 主要由MC14433模/数（A/D）转换器、CD4511 译码驱动器、ULN2003AN 反向驱动器、共阴极 LED 发光数码管等组成。CD4511 有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9（1001）时，显示字形将自行消隐，即低电平时使所有的段均自行消隐。数字式电压表的组成框图如图所示。 任务2 数字式电压表的安装与调试 3 1.CD4511 引脚说明 ● A、B、C、D——BCD 码输入，D 为最高位。 ● LT——灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各段都被点亮，可以用来检查显示器是否有故障。 ● BI——消隐功能端，加低电平时所有笔段均消隐，加高电平时显示正常。 ● LE——锁定控制器端，加高电平时锁定，加低电平时传输数据。 ● a、b、c、d、e、f、g——7 段输出，可驱动共阴极 LED 数码管 任务2 数字式电压表的安装与调试 4 2. MC14433 引脚说明 MC14433 是 A/D 转换器，其中集成了双积分 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、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元件即可构成一个完整的 A/D 转换器。MC14433 的主要用途是作为数字式电压表、数字温度计等各类数字式仪表以及计算机数据采集系统的 A/D 转换接口。 任务2 数字式电压表的安装与调试 5 各引脚说明如下： ● 1——模拟地（VAG），为被测电压和基准电压的接入地。 ● 2——基准电压（VR），外接基准电压的输入端。 ● 3——被测电压的输入端（VX）。VX 的值可在 200mV～2V 之间选取。 ● 4、5、6——外接积分元件端（R1、R1/C1、C1）。 ● 7、8——外接失调补偿电容端（C01、C02）。 任务2 数字式电压表的安装与调试 6 ● 9——更新显示控制端（DU），用来控制转换结果的输出。 ● 10、11——时钟外接元件端（CP0、CP1）。MC14433 内置了时钟振荡电路，对 时钟频率要求不高的场合，可通过选择一个电阻确定时钟频率。 ● 12——负电源端（VEE）。 ● 13——数字电路的负电源引脚（VSS）。 ● 14——转换周期结束标志位（EOC），每个转换周期结束时，EOC 将输出一个正脉冲信号。 任务2 数字式电压表的安装与调试 7 ● 15——过量程标志位（OR）。 ● 16、17、18、19—— 多 路 选 通 脉 冲 输 出 端（DS4、DS3、DS2、DS1）。DS1、DS2、DS3、DS4 分别对应千位、百位、十位、个位选通信号。 ● 20、21、22、23——BCD 码数据输出端（Q0、Q1、Q2、Q3） ● 24——正电源端（VDD）。 任务2 数字式电压表的安装与调试 8 3. ULN2003AN 引脚说明 ULN2003 是一个非门电路，是大电流驱动阵列，多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中，可直接驱动继电器、LED 灯等负载。ULN2003 的 1～7 脚为信号输入脚，依次对应的输出端为 16～10 脚，8 脚为接地端，9 脚为电源端。 任务2 数字式电压表的安装与调试 9 二、电路原理分析 电路中采用了动态扫描逐位显示技术，ui 经 MC14433 进行 A/D 转换，MC14433 把转换后的数字信号采用多路调制方式输出。一路由 MC14433 的位选通信号 DS1～DS3依次输出高电平去控制反向驱动器 ULN2003AN 选通相应的数码管［本电路采用三个数码管分别显示输入电压值的十位、个位和小数点后一位，一共只需要显示三个十进制数字，所以只需用 MC14433 上的 DS1～DS3 就能满足要求（DS4 不用），小数点直接由 +5 V 电源供电］；另一路由 MC14433 的 Q3～Q0 同步输出各位计数器的 BCD 码，再由 CD4511 输出的译码驱动信号驱动相应的数码管显示出相应的十进制数字。 任务2 数字式电压表的安装与调试 10 当 MC14433 的输入电压ui大于参考电压时，OR 过量程标志位输出低电平，使与之相连接的 CD4511 的消隐端 BI 为低电平，迫使显示器消隐，不显示任何字形，而小数点依然点亮。 任务2 数字式电压表的安装与调试 11