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模数电课程设计报告

课题名称： 数字电压表设计 姓 名： 彭 上 学 院： 信息与通信工程学院 班 级： 自动化13-2BF 学 号： 14132100679 序 号： 03 指导老师： 程望斌 完成时间： 2014年12月16 日

目 录

一、设计任务与要求 .......................................................................... 1 二、实验仪器 ...................................................................................... 1 三、设计框图及整机概述 .................................................................. 2 四、各单元电路的设计方案及原理说明 .......................................... 2 五、调试过程、参数测试及结果分析 .............................................. 8 六、数字电压表电路板设计与制作注意事项 .................................. 9 七、设计安装及调试体会 ................................................................ 10 八、对本次课程设计的意见及建议 ................................................ 11 九、参考文献 .................................................................................... 12 十、附录............................................................................................. 13 附录1：数字电压表原理图 ............................................................. 13 附录2：PCB板图 ............................................................................. 14 附录3：实物图 ................................................................................. 15 附录4：元器件清单 ......................................................................... 16

数字电压表设计

一、设计任务与要求

该课程设计的主要任务是要求我们自己利用ICL7107及电阻电容去设计一个三位半的数字电压表，能够实现200mv、2v、20v、200v、1000v五个不同档位的电压测量。整个过程分以下环节：画原理图，PCB布局，电路板的打印及制作，打孔，焊锡元器件，调试，误差分析等。整个过程要求我们先学会Altium Designer6.9等软件将原理图画出来及PCB的布局连线；其次制作PCB板时要求我们掌握如何去打印PCB图，让我们知道了电路板上的铜线是怎么布上去的；然后在锡焊元器件的时候从很大一部分考验了我们锡焊的功底，同时又锻炼了我们的锡焊能力，提高了我们对锡焊能力培养的重视；最后在调试和误差分析的时候，让我知道在做电子类的产品的时候，并不是所有的理论在实践中都管用，让我们知道了理论和实践之间还是有很大的距离，提醒我们实践出真知，只有通过实践我们才可以更好的掌握和理解书本上理论。

二、实验仪器

直流稳压电源（一台）、数字万用表（一个）

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三、设计框图及整机概述

数字电压表设计框图如图1所示 。

输入电路A/D转换计数器显示逻辑控制电路时钟发生器 图1 数字电压表设计框图

在图1中，先将待测的电压输入，利用一系列的电阻将待测的电压衰减，然后输入ICL7107芯片的30和31号管脚，通过ICL7107转换及一些外围电路对数码管编码再分别接到对应的数码管上进行显示。对于小数点，因为本次设计采用的是共阳极的数码管，所以小数点采用短路帽直接连接到ICL7107的37号TEST 端口。对于200mv---1000v5个不同的档位则也采用短路帽和排针的组合来手动转换，短接不同的端口表示选择不同的档位。

四、各单元电路的设计方案及原理说明

1.电源滤波电路 滤波电路如图2所示。

图2 滤波电路

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在图2中，电路图的作用为滤波，通过两个电容将电源的交流成分滤掉，其目的为稳定电源输入量，减小因电源中的交流成分带来的不稳定及对电路的损害。

2.测试电源接入端电路

测试电源接入端电路如图3所示。

图3 测试电源接入端电路

在图3中，P1为测试电源的接入端口，2为正极，1为负极；R5～R9组成电阻衰减网络P2和短路帽实现量程的手动转换，当短路帽接到P2的1和2端口时，送入ICL7107的电压即为待测电压，所以为200mv的量程档；当接P2的3和4端口时，送入ICL7107的电压即为除R5之外其余电阻上的电压，计算易知待测电压衰减了10倍，所以为2v量程档；当接P2的5和6端口时同理可知为20v档；当接P2的7和8端口时为200v档；当接P2的9和10端口时为1000v档。

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