平时OR输出为高电平，表示被测量在量程。
MC14433的端与MC4511的消隐端直接相连，当UX超出量程围时，输出低电平，即=0→=0，MC4511译码器输出全0，使发光数码管显示数字熄灭，而负号和小数点依然发亮。
1.三位半A／D转换器MC14433
在数字仪表中，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。
如果必要设计应用者可参考相关参考书。
使用MC14433时只要外接两个电阻（分别是片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。
除“模拟电路”以外，MC14433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。
MC14433部具有时钟发生器，它通过外接电阻构成的反馈，井利用部电容形成振荡，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750kΩ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。
MC14433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，则该数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。
选取RI和CI的计算公式如下：
式中，ΔUC为积分电容上充电电压幅度,ΔUC=VDD-UX（max）-ΔU,ΔU=0.5V,
例如，假定CI=0.1μF，VDD=5V，fCLK=66kHz。
当UX（max）=2V时，代入上式可得RI=480kΩ，取RI=470kΩ。
MC14433设计了自动调零线路，足以保证精确的转换结果。
MC14433A/D转换周期约需16000个时钟脉冲数，若时钟频率为48kHz，则每秒可转换3次，若时钟频率为86kHz，则每秒可转换4次。
MC14433采用24引线双列直插式封装，外引线排列，参考图1的引脚标注，各主要引脚功能说明如下：
（1）端：
VAG，模拟地，是高阻输入端，作为输入被测电压UX和基准电压VREF的参考点地。
（2）端：
RREF，外接基准电压输入端。
（3）端：
UX，是被测电压输入端。
（4）端：
RI，外接积分电阻端。
（5）端：
RI/CI，外接积分元件电阻和电容的公共接点。
（6）端，C1，外接积分电容端，积分波形由该端输出。
（7）和（8）端：
C01和C02，外接失调补偿电容端。
推荐外接失调补偿电容C0取0.1μF。
（9）端：
DU，实时输出控制端，主要控制转换结果的输出，若在双积分放电周期即阶段5开始前，在DU端输入一正脉冲，则该周期转换结果将被送入输出锁存器并经多路开关输出，否则输出端继续输出锁存器中原来的转换结果。
若该端通过一电阻和EOC短接，则每次转换的结果都将被输出。
（10）端：
CPI（CLKI），时钟信号输入端。
（11）端：
CPO（CLKO），时钟信号输出端。
（12）端：
VEE，负电源端，是整个电路的电源最负端，主要作为模拟电路部分的负电源，该端典型电流约为0.8mA，所有输出驱动电路的电流不流过该端，而是流向VSS端。
（13）端：
VSS负电源端．
（14）端：
EOC，转换周期结束标志输出端，每一A/D转换周期结束，EOC端输出一正脉冲，其脉冲宽度为时钟信号周期的1/2。
（15）端：
OR，过量程标志输出端，当|UX|>VREF时，OR输出低电平，正常量程OR为高电平。
（16）～（19）端：
对应为DS4～DS1，分别是多路调制选通脉冲信号个位、十位、百位和千位输出端，当DS端输出高电平时，表示此刻Q。
～Q3输出的BCD代码是该对应位上的数据。
（20）～（23）端：
对应为Q0-Q3，分别是A/D转换结果数据输出BCD代码的最低位（LSB）、次低位、次高位和最高位输出端。
（24）端：
VDD，整个电路的正电源端。
2．七段锁存-译码-驱动器CD4511 CD4511是专用于将二-十进制代码（BCD）转换成七段显示信号的专用标准译码器，它由4位锁存器，7段译码电路和驱动器三布分组成。
（1）四位锁存器（LATCH）：
它的功能是将输入的A，B，C和D代码寄存起来，该电路具有锁存功能，在锁存允许端（LE端，即LATCHENABLE）控制下起锁存数据的作用。
当LE=1时，锁存器处于锁存状态，四位锁存器封锁输入，此时它的输出为前一次LE=0时输入的BCD码；
当LE=0时，锁存器处于选通状态，输出即为输入的代码。
由此可见，利用LE端的控制作用可以将某一时刻的输入BCD代码寄存下来，使输出不再随输入变化。
（2）七段译码电路：
将来自四位锁存器输出的BCD代码译成七段显示码输出，MC4511中的七段译码器有两个控制端：
①LT（LAMPTEST）灯测试端。
当LT=0时，七段译码器输出全1，发光数码管各段全亮显示；当LT=1时，译码器输出状态由BI端控制。
②BI（BLANKING）消隐端。
当BI=0时，控制译码器为全0输出，发光数码管各段熄灭。
BI=1时，译码器正常输出，发光数码管正常显示。
上述两个控制端配合使用，可使译码器完成显示上的一些特殊功能。
（3）驱动器：
利用部设置的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。
CD4511电源电压VDD的围为5V-15V，它可与NMOS电路或TTL电路兼容工作。
CD4511采用16引线双列直插式封装，引脚分配和真值表参见图2。
使用CD451l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。
3．七路达林顿驱动器阵列MC1413 MC1413采用NPN达林顿复合晶体管的结构，因此具有很高的电流增益和很高的输入阻抗，可直接接受MOS或CMOS集成电路的输出信号，并把电压信号转换成足够大的电流信号驱动各种负载．该电路含有7个集电极开路反相器（也称OC0门）。
MC1413电路结构和引脚如图3所示，它采用16引脚的双列直插式封装。
每一驱动器输出端均接有一释放电感负载能量的续流二极管。
4．高精度低漂移能隙基准电源MC1403 MC1403的输出电压的温度系数为零，即输出电压与温度无关．该电路的特点是：
①温度系数小；②噪声小；③输入电压围大，稳定性能好,当输入电压从+4．5V变化到+15V时，输出电压值变化量小于3mV；④输出电压值准确度较高，y。
值在2.475V～2.525V以；⑤压差小，适用于低压电源；⑥负载能力小，该电源最大输出电流为10mA。
MC1403用8条引线双列直插标准封装，如图4所示。
图1数字电压表结构图
五、元器件清单
（1）MC144331片
（2）CD45111片
（3）MC14131片
（4）MC14031片
（5）CC45011片
（6）74LS1941片
（7）LM3241片
（8）七段显示器4片
（9）电阻、电容、导线等
六、参数计算
积分电阻电容的选择：
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。
选取RI和CI的计算公式如下：
RI=UX（MAX）*T/（CI*ΔUC）
式中，ΔUC为积分电容上充电电压幅度,
ΔUC=VDD-UX（MAX）-ΔU,ΔU=0.5V;
T=4000/fclk
例如，假定CI=0.1μF，VDD=5V，fCLK=66kHz。
当UX（max）=2V时，代入上式可得RI=480kΩ，取RI=470kΩ。
MC14433设计了自动调零线路，足以保证精确的转换结果。
MC14433A/D转换周期约需16000个时钟脉冲数，若时钟频率为48kHz，则每秒可转换3次，若时钟频率为86kHz，则每秒可转换4次。
七、结论与心得
本次课程设计通过对A/D转换器的认真学习以及对中、小规模集成电路有了更进一步的熟悉，我了解了设计电路的程序，也让我了解了数字电压表的原理和设计理念。
实际操作和课本上的知识有很大联系，但又高于课本，一个看似很简单的电路，要动手把它设计出来就比较困难了，因为是设计要求我们在以后的学习中注意这一点，要把课本上所学到的知识和实际联系起来，同时通过本次电路的设计，不但巩固了所学知识，也是我们把理论与实践从真正意义上结合起来，增强了学习的综合能力。
通过这次设计不仅锻炼了我们的团队协作精神，而且提高了创新能力。
这次试验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟。
在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力。
在各种其他方面的能力上也都有了提高，而且在与老师和同学的交流过程中，互动学习，将知识融会贯通。
更重要的是我们学会了很多学习的方法，而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断学习、实践、再学习、再实践。
不管怎样，这些都是一种锻炼，一种知识的完全积累，可以把这个当做基础东西，只有掌握了这些最基础的，才可以更进一步，取得更好的成绩。
参考文献
（1）高吉祥▪《电子技术基础实验与课程设计》▪电子工业▪2002年2月
（2）黄永定▪《电子线路试验与课程设计》▪机械工业▪2005年8月
（3）启棕、玉柏▪《DSP技术》▪电子科技大学▪1997年
（4）广弟、朱月秀、冷祖祁▪《单片机基础》第三版▪航天航空大学▪2007年6月
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