14433芯片应用文档格式.docx
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四、实验方法、步骤及测试
1、电路原理图如下
2、电路的原理
本电路由温度采集、A/D转换、译码驱动、数位驱动、数字显示和电源等５部分组成．其中：
温度采集部分采用了LM50集成温度传感器；
A/D转换部分采用了MC14433、译码驱动部分采用了MC4511、数位驱动部分采用了MC1413、数字显示部分采用了ＬＥＤ显示器．
电路设计说明：
（１）本数字温度表需满足体积小巧便于携带的要求，为减小其体积，显示器件采用小型的，且所用元器件也尽量采用集成器件
（２）为了达到测量精度高、反应速度快的要求，本测温表采用了专用测温传感器LM35．
LM35为新型集成温度传感器．它可在４～30Ｖ的单电源下工作，其静态电流为50μＡ。
芯片自热温升仅为０．２℃。
输出电压与温度的关系为：
Ｕ=１０（mv）ｔ．其中ｔ为摄氏温度值。
温度范围为－40℃～110℃，。
在此温度范围内被测温度与lm35的输出电压关系是１０ｍＶ／℃．
（３）为了在明、暗的房间内都能使用,
故本温度表采用了数码管显示．
（４）因本电路采用的是±
１．９９９Ｖ档，故其参考电压为＋２Ｖ，即使ＶR端高于ＶAG端２Ｖ。
且Ｒ１=４７０ＫΩ．（５）因为本电路采用的是＋９Ｖ单电源供电．故将VEE与ＶSS相连。
并根据
ＭＣｌ４４３３芯片的技术要求．使VAG端至少比ｖEE端的电平高出２．８Ｖ．
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、各主要部分的功能如下
1、三位半A／D
转换器（MC14433）：
将输入的模拟信号转换成数字信号。
2、温度传感器LM35：
输出电压随温度的变化而变化
3、译码器（MC4511）：
将二—十进制（BCD）码转换成七段信号。
4、驱动器（MC1413）：
驱动显示器的a，b，c，d，e，f，g七个发光段，驱动发光数码管（LED）
进行显示。
5、显示器：
将译码器输出的七段信号进行数字显示，读出A／D转换结果。
4、电路元器件的工作原理
4.1MC14433
MC14433电路是一个低功耗三位半双积分式A
／D转换器。
和其它典型的双积分A/D转换器类似，MC14433A／D转换器由积分器、比较器、计数器
和控制电路组成。
使用MC14433时只要外接两个电阻（分别是片内RC
振荡器外接电阻和积分电阻RI）和两个电容（分别是积分电容
CI和自动调零补偿电容C0）就能执行三位半的A／D转换。
MC14433内部模拟电路实现了如下功能：
（1）提高A／D
转换器的输入阻抗，使输入阻抗可达l00MΩ
以上；
（2）和外接的RI、CI构成一个积分放大器，完成V／T
转换即电压—时间的转换；
（3）构造了电压比较器，完成“0”电平检出，将输入电压与零电压进行比较，根据两者的差值决定极性输出是“1”还是“0”
。
比较器的输出用作内部数字控制电路的一个判别信号；
（4）与外接电容器C0构成自动调零电路。
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除“模拟电路”以外，MC14433
内部含有四位十进制计数器，对反积分时间进行3位半BCD码计数（0～1999）
，并锁存于三位半十进制代码数据寄存器，在控制逻辑和实时取数信号（DU）作用下，实现A／D转换结果的锁定和存储。
借助于多
路选择开关，从高位到低位逐位输出
BCD码Q0～Q3，并输出相应位的多路选通脉冲标志信号DS1～DS4
实现三位半数码的扫描方式（多路调制方式）输出。
MC14433
内部的控制逻辑是A／D
转换的指挥中心，它统一控制各部分电路的工作。
根据比较器的输出极性接通电子模拟开关，完成A／D转换各个阶段的开关转换，产生定时转换信号以及过量程等功能标志信号。
在对基准电压
VREF
进行积分时，控制逻辑令4位计数器开始计数，完成A／D
转换。
内部具有时钟发生器，它通过外接电阻构成的反馈，井利用内部电容形成振荡，产生节拍时钟脉冲，使电路统一动作，这是一种施密特触发式正反
馈RC
多谐振荡器，一般外接电阻为360kΩ时，振荡频率为100kHz；
当外接电阻为470kΩ时，振荡频率则为66kHz，当外接电阻为750k
Ω时，振荡频率为50kHz。
若采用外时钟频率。
则不要外接电阻，时钟频率信号从CPI（10脚）端输入，时钟脉冲CP
信号可从CPO（原文资料为CLKO）（11脚）处获得。
内部可实现极性检测，用于显示输入电压UX
的正负极性；
而它的过载指示（溢出
）的功能是当输入电压Vx
超出量程范围时，输出过量程标志
OR（低有效）。
MC14433是双斜率双积分A／D
转换器，采用电压—时间间隔
（V／T）方式，通过先后对被测模拟量电压UX和基准电压VREF
的两次积分，将输入的被测电压转换成与其平均值成正比的时间间隔，用计数器测出这个时间间隔对应的脉冲数目，即可得到被测电压的数字值。
双积分过程可以做如下概要理解：
首先对被测电压UX
进行固定时间T1、固定斜率的积分，其中T1=4000Tcp。
显
然，不同的输入电压积分的结果不同（不妨理解为输出曲线的高度不同）。
然后再以固定电压VREF
以及由RI,CI所决定的积分常数按照固定斜率反向积分直至
积分器输出归零，显然对于上述一次积分过程形成的不同电压而言，这一次的积分时间必然不同。
于是对第二次积分过程历经的时间用时钟脉冲计数，该数N就是被测电压对应的数字量。
由此实现了A／D转换。
积分电阻电容的选择应根据实际条件而定。
若时钟频率为66kHz，CI一般取0.1μF。
RI的选取与量程有关，量程为2V时，取RI为470kΩ；
量程为200mV时，取RI为27kΩ。
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（3）
驱动器：
利用内部设置的NPN
管构成的射极输出器，加强驱动能力，使译
码器输出驱动电流可达20mA。
MC4511电源电压VDD的范围为5V-15V。
使用MC451l时应注意输出端不允许短路，应用时电路输出端需外接限流电阻。
4.4
数码显示器
因为在市场上已找不到LM50这种温度传感器，所以我们用了LM35来替换LM50。
LM35是由国半公司所生产的温度传感器，其输出电压与摄氏温标呈线性关系，转换公式如式，0
时输出为0V，每升高1℃，输出电压增加10mV。
LM35有多种不同封装型式，外观如图所示。
在常温下，LM35
不需要额外的校准处理即可达到
±
1/4℃的准确率。
其电源供应模式有单电源与正负双电源两种，其接脚如图所示，正负双电源的供电模式可提供负温度的量测；
两种接法的静止电流-温度关系如图所示，在静止温度中自热效应低（0.08℃），单电源模式在25℃下静止电流约50μA，工作电压较宽，可在4—20V的供电电压范围内正常工作非常省电。
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