数字电压表的设计.ppt

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基于单片机实现；
全硬件实现；
选择具有直接驱动LED或LCD显示的A/D转换器，其工作过程完全由硬件控制。该类ADC如ICL7106。
原理框图
全硬件实现

ICL7106及
辅助元件
LCD显示器
量程切换电路
被测量
方案要点
选择合适的A/D转换器；
工作过程由单片机软件控制；
优点：扩展功能；数据处理；外部数据通讯
原理框图
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基于单片机实现


ADC类型：数字电压表中常采用双积分式ADC。具有较高的抗干扰特性。
分辨力与转换速度：12~16bit或31/2~41/2 ；几次~几百次/秒。
启动信号：输出接口的某个位；单片机中可采用具有位操作的口线，如P1x。
转换状态信号：
查询方式：通过输入接口的某个位读取转换状态信号；
通过单片机具有位操作的口线读取，如P1x。
中断方式：将转换状态信号用作中断信号。

参考（基准）电压：根据双积分A/D转换原理，需要一个参考电压，对于没有内部基准的ADC，需外部提供。需注意基准电压源的温度系数。如对于16bit ADC，1LSB=1/216=1/65536=15ppm，即基准电压源的温度系数应好于15ppm。
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参考时钟：一般可采用外部晶体振荡器构成。
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A/D转换结果的数字量读取：二进制或十进制；输出编码方式；并行或串行；内部输出锁存；对8位单片机需用软件两次读取。
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溢出、极性：A/D转换结果除数字量外，一般还有溢出位和极性位。
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积分电容、积分电阻：
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基本关系式：
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仪用放大器（IA，Instrument Amplifier）
基本结构：
增益公式
特点：
三运放结构；
高共模抑制比；
双端差分输入单端输出；
通常改变电阻R1，可改变增益；
设计选型
采用三运放构成，如OP07；
采用集成IA，如AD620、PGA系列；
对于小信号放大，通常采用两级放大。


显示方式选择：
静态显示/动态扫描；
对于3~4位数字电压表，可采用静态显示方式
显示器件：LED或LCD
静态显示接口设计：
BCD七段码译码器；
驱动器；
锁存器；
通常：采用集成化器件，即译码器+驱动器+锁存器，如常用的CD4511。
注意：加限流电阻。