基本模數(shù)轉換器(ADC)的設計

1、 數(shù)字邏輯電路分析與設計課程項目實施報告題目(A)： 基本模數(shù)轉換器（ADC）的設計 組 號： 8 任課教師： 。 組 長： 。 成 員： 。 成 員： 。 成 員： 。 成 員： 。 聯(lián)系方式： 。 二零一四年 十月二十五日基本模數(shù)轉換器（ADC）的設計一設計要求（1） 設計一個每單次按下按鈕，就能夠實現(xiàn)數(shù)模轉換的電路，并用LED顯示對應輸入模擬電壓（03V）的等級，當輸入電壓>3V后，有“溢出”顯示。（2） 功能模塊如圖：（3） 圖中的“模數(shù)轉換”為本教材第六章的并行ADC轉換電路。在此基礎上自行設計按鍵、LED顯示、模擬電壓調節(jié)等模塊，實現(xiàn)單次模數(shù)轉換的功能。LED顯示自行設計溢出

2、標記的顯示。（4） 本電路的測試方法是，通過一個電位器對電源電壓連續(xù)分壓，作為ADC的輸入電壓，每按下一次按鍵時，ADC電路進行一次ADC轉換，并將轉換的結果用數(shù)碼管顯示出來。注意不要求顯示實際的電壓值，僅顯示模擬電壓的量化等級。二電路原理圖三設計思路根據(jù)題目要求，我們的電路本應分五個個模塊，但實驗室缺少8-3編碼器不能實現(xiàn)轉化，所以只能有四個一下模塊：模擬電壓調節(jié)；比較電路；記憶模塊；LED顯示。模擬電壓的調節(jié)可以用劃變電阻來調節(jié)電壓，理想中數(shù)模轉化模塊應由比較器，D觸發(fā)器和編碼器來實現(xiàn)，在我們的實際電路中我們只用了前兩者。最終我們用LED的亮滅來顯示結果。具體原理敘述如下：在比較電壓時，將

3、參考電壓Vref經(jīng)電阻分壓器產(chǎn)生一組不同的量化電平Vi ：v1=1/16Vref ，v2=3/16Vref ，v3=5/16Vref ，v4=7/16Vref ，v5=9/16Vref ，v6=11/16Vref ，v7=13/16Vref ，v8=15/16Vref ，這些量化電平分別送到相應lm339比較器的反相輸入端，而輸入電壓V同時作用于lm339比較器的同相輸入端。當V大于Vi時，第i個比較器輸出狀態(tài)1，即高電平；反之，比較器輸出狀態(tài)0，即低電平。比較器的輸出加到D觸發(fā)器的輸入端，在時鐘脈沖CP的作用下，把比較器的輸出存入觸發(fā)器，得到穩(wěn)定的狀態(tài)輸出Q，再由LED的亮暗狀態(tài)顯示，高電平

4、則亮，低電平就暗。當V15/16 Vref的時候，即超過該轉換器的最大允許的輸入電壓的時候產(chǎn)生“溢出”，我們使用了一個紅色的報警LED亮作為顯示。此外，鑒于會因為按鍵時間的長短不一而造成的脈沖不整齊的問題，需要加入一個消抖動的電路模塊，即在電路的按鍵產(chǎn)生CP脈沖的部分加一個“阻容電路”，具體電路圖如下（綠線為CP脈沖信號的輸出）：然后電路還需要清零作用，因為清零端是低電平有效，所以直接將74LS175通過開關接地（沒有用消抖動），使得沒按一次開關便可實現(xiàn)一次清零。四制作過程1.分析電路，并用multisim12來實現(xiàn)其模擬并檢驗我們所設計的電路是否正確。 2.照著自己所涉及的電路在洞洞板上進行

5、焊接。 3.對電路進行調試查看哪里出錯并解決錯誤。五具體實施過程及調試過程 問題一：比較器輸不出電壓按電路圖連接好電路并焊好后，上電后按下CP脈沖開關，發(fā)現(xiàn)所有燈都不亮。用萬用表檢測，發(fā)現(xiàn)LM339（其實是4個比較器的集成芯片）的正負輸入端均有電壓輸入，但是沒有輸出電壓（或者輸出為毫伏級別電壓，可忽略不計）就不知道怎么回事。經(jīng)過查閱資料及與老師同學的討論，我們了解到原來單單一個比較器是輸不出電壓的，其只能輸出一個“ON”或“OFF”的狀態(tài)。要使得比較器可以輸出電壓就必須接一個上拉電阻。具體的電路圖如下：問題二：最后的溢出燈和倒數(shù)第二個燈一起亮我們比較器開始檢查，查看對應的接口是否有虛焊短路等錯誤，最后我們在175的輸出接口發(fā)現(xiàn)自己這兩個燈接在了同一個電上。六實際芯片引腳圖及功能74hc175: Lm339七總結做完這次項目之后，我們對模數(shù)轉換的內(nèi)容有了進一步的了解。在進行焊接的過程中接線有些多但并不難。真正難得還是在于調試上，有些問題有時候并沒有理論上那么簡單即使我們用模擬軟件模擬過。比如說在339的輸出端接一個上拉電阻才能有電壓的輸出還有后面的一些馬虎問題比如說LED燈同時接一個輸出等。小組也經(jīng)常開會一起檢測所以也使這些問題變得更加容易解決。我們最終做出了我們的成果，雖然有些不滿意的地方但我們還是收獲很多，