┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4½位数字电压表[摘要]4½位数字电压表是数字表的一种，它的精度比普通常用的三位半要高出一个等级，它最高显示到19999，也就是万分之一。

它是由ICL7135芯片、三极管（晶体管）9013驱动阵列、74LS47BCD到七段锁存-译码-驱动器、共阳极LED数码管﹑基准电源、时钟及量程开关电路组成。

经过用高精度基准调整的四位半电压表拥有更加高精度的测量值，更加方便直观的测出用电器电压的工作情况。

[关键词] A/D转换器数码显示管高精度译码器驱动器┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4½ Digital Voltage[Abstract]4 ½ a digital voltmeter is a digital watch, the accuracy of it than ordinary commonly used three and a half to a higher level, it shows the highest to 19999, also is one over ten thousand. It is by the ICL7135 chip, transistor (transistor) 9013, 74 LS47BCD drive array to these sevenlatch-decoding-drive, LED digital tube of anode, benchmark power supply, clock and the scale settimg switch of circuit.After the adjustment of high precision benchmark with four half a meter high accuracy measuring values have more, more convenience for intuitive measure voltage appliances work.[Key words] A/D converter Digital display high-precision decoder driver┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录1 前言 (4)1.1总体方案 (5)1.1.1设计的要求 (5)1.1.2设计的内容及要求 (5)1.1.3设计的目的 (5)1.2数字电压表的特点及发展趋势 (5)1.2.1数字电压表的特点 (6)1.2.2数字电压表的发展趋势 (7)2 数字电压表的基本组成原理及单元电路设计 (7)2.1 数字电压表的基本原理及系统框图 (7)2.2 各部分电路的功能 (8)2.3 4½位A/D转换器ICL7135的结构及特性 (8)2.3.1 ICL7135的内部电路结构 (9)2.3.2 ICL7135的引脚功能介绍 (9)2.4 ICM7556时钟振荡器 (11)2.4.1 NE555组成的多谐振荡器 (11)2.4.2 ICM7556引脚分布 (12)2.5驱动器、译码器、数码显示器 (13)2.6 输入滤波电路及负电源组成原理 (15)3 调试 (16)3.1 调试方法及步骤 (16)3.2 调试注意事项 (17)4 设计心得与体会 (17)主要参考文献 (18)附录材料明细表 (19)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1 前言随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。

为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。

自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。

课程设计可以考察这一学期我们对数字电子技术这门课程的学习情况，理论与实践相结合，从而培养学生的学习与应用能力。

这次课程设计的题目是4½数字电压表（digital voltmeter）的设计与调试。

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。

它有准确率高、精度高、抗干扰能力强等特点。

为了革新电子测量中繁琐和陈旧的方式促进了数字电压表的飞速发展，如今，它已成为向智能化仪表发展的必要桥梁。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1．1总体方案1.1.1设计的要求、1.加深对数字电路基本理论知识的理解，学会理论与实践相结合，掌握数字电路系统设计的基本方法及设计步骤，并进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用。

2.学习和联系在面包板上实现数字电路实物制作的方法、技术。

学习数字电路调试、测试、故障查找和排除故障的方法、技巧，能独立完成课程设计的内容。

3.学会科学设计实验电路，具有合理安排设计步骤的能力，按功能模块接线、测试、调试电路和排除故障。

按设计要求设计和连接电路，并能对实验结果进行分析。

4. 树立电子工程意识，培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。

5.熟悉集成电路ICL7135、ICM7556、74HC04、74LS47芯片的使用方法，并掌握其工作原理。

1.1.2设计的内容及要求1.分析设计数字电压表电路。

2.测量范围：直流-1.9999V～+1.9999V，转换误差允许最低为有±1个字的跳动。

3.组长调试4为伴数字电压表，要求能够自动调零，当输入为0V电压时，读书为“0000”且最高为自动消隐。

4.画出数字电压表电路原理图，写出详细设计说明书。

5.画出元器件布置图。

1.1.3设计的目的1．电子技术课程设计是学习电子技术十分重要的环节之一，是对学习电子技术知识的综合性实践训练。

对于巩固所学的电子技术理论知识，培养解决实际问题的能力，加强基本的技能训练具有明显的积极作用。

2. 掌握数字电压表的设计原理，组装、焊接与调试方法。

3. 熟悉集成电路ICL7135、ICM7556、74HC04、74LS47的使用方法，并掌握其工作原理。

1.2 数字电压表的特点及发展趋势数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。

以数字电压表为核心，可以┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表(如：温度计、湿度计、酸度计、重量、厚度仪等)，几乎覆盖了电子电工测量、工业测量、自动化仪表等各个领域。

因此对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。

1.2.1数字电压表的特点1．显示清晰直观，读数准确传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。

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。

新型数字电压表还增加了标志符显示功能，包括测量项目、符号单位和特殊符号、为解决DVM不能反映被测电压的连续变化过程以及变化趋势这一难题，一种"数字/模拟条图"仪表业已问世。

"模拟图条"（Anal of Bargraph）有双重含义：第一，被测量为模拟量；第二，利用条状图形来模拟被测量的大小及变化趋势。

这类仪表将数字显示与高分辨率模拟条图显示集于一身，兼有DVM与模拟电压表之优点。

智能数字电压表均带微处理器和标准接口，可配合计算机和打印机进行数据处理或自动打印，构成完整的测试系统。

2．准确度高准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合结果.3．测量范围宽多量程DVM一般可测量0～1000V直流电压，配上高压探头还可测上万伏的高压。

4．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）和智能仪表，以满足不同的需要。

5．测量速度快数字电压表在每秒钟内对被测电压的测量次数，叫测量速率，单位是"次/S"。

它主要取决于A/D转换器的转换速率，其倒数是测量周期。

6．输入阻抗高数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10MΩ～10000MΩ，最高可达1TΩ。

7．集成度高，微功耗新型数字电压表普遍采用CMOS大规模集成电路，整机功耗很低。

8．抗干扰能力强51/2位以下的DVM大多采用积分式A/D转换器，其串模抑制比、共模抑制比各别可达100dB、80～120dB。

高档DVM还采用数字滤波、浮地保护等先进技术，进一步提高了抗干扰能力，共模抑┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊制比可达180dB。

1.2.2数字电压表的发展趋势采用新技术、新工艺，由LSI和VLSI构成的新型数字仪表及高档智能仪器的大量问世，标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。

1．广泛采用新技术，不断开发新产品2．模块化的发展方向新一代数字仪表正朝着标准模块化的方向发展。

预计在不久的将来，许多数字仪表将由标准化、通用化、系列化的模块所构成，给电路设计和安装调试、维修带来极大方便。

表面安装技术（SMT）和表面安装元器件（SMD）将获得普遍应用。

这项技术被誉为世界电子工艺技术的一项重要突破。

所谓表面安装是将微型化的表面安装集成电路（SMIC）和表面安装元件，用粘贴工艺直接安装在印刷板上，再用波峰焊接机焊接，由此取代传统的打孔焊接工艺，使印刷板安装密度大为增加，可靠性得到明显提高。

3．多重显示仪表为彻底解决数字仪表不便于观察连续变化量的技术难题，"数字/模拟条图"双显示仪表已成为国际流行款式，它兼有数字仪表准确度高、模拟式仪表便于观察被测量的变化过程及变化趋势的两大优点。

模拟条图大致分成三类：①液晶（LCD）条图，呈断续的条状，这种显示器的分辨力高、微功耗，体积小，低压驱动，适于电池供电的小型化仪表。

②等离子体（PDP）光柱显示器，其优点是自身发光，亮度高，显示清晰，观察距离远，分辨力较高，缺点是驱动电压高，耗电较大。

③LED光柱，它是由多只发光二极管排列而成。

这种显示器的亮度高，成本低，但象素尺寸较大，功耗高，驱动电路复杂。

4．操作简单化本次课程设计我们仅选数字电压表中的214数字电压表来进行设计。

2 数字电压表的基本组成原理及电路设计2.1数字电压表基本原理及系统框图数字电压表的基本原理：数字电压表是按照普通运用电路而组合而成的最┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊基本的数字表头，主要使用了其±2.0000的直接测量的功能。