测量仪表基础（二）：MC14433组成数字电压表原理与应用

　　

　　器件介绍：

　　MC14433是美国Motorola公司推出的单片3 1/2位A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，其主要功能特性如下：

　　 精度：读数的±0.05%±1字

　　 模拟电压输入量程：1.999V和199.9mV两档

　　转换速率：2-25次/s

　　 输入阻抗：大于1000MΩ

　　 电源电压：±4.8V—±8V

　　 功耗：8mW（±5V电源电压时，典型值）

　　 采用字位动态扫描BCD码输出方式，即千、百、十、个位BCD码分时在Q0—Q3轮流输出，同时在DS1—DS4端输出同步字位选通脉冲，很方便实现LED的动态显示。

　　MC14433最主要的用途是数字电压表，数字温度计等各类数字化仪表及计算机数据采集系统的A/D转换接口。

　　 MC14433的引脚说明：

　　［1］。 Pin1（VAG）—模拟地，为高科技阻输入端，被测电压和基准电压的接入地。

　　［2］。 Pin2（VR）—基准电压，此引脚为外接基准电压的输入端。MC14433只要一个正基准电压即可测量正、负极性的电压。此外，VR端只要加上一个大于5个时钟周期的负脉冲（VR），就能够复为至转换周期的起始点。

　　
［3］。 Pin3（Vx）—被测电压的输入端，MC14433属于双积分型A/D转换器，因而被测电压与基准电压有以下关系：

　　

　　因此，满量程的Vx=VR。当满量程选为1.999V，VR可取2.000V，而当满量程为199.9mV时，VR取200.0mV，在实际的应用电路中，根据需要，VR值可在200mV—2.000V之间选取。

　　［4］。 Pin4-Pin6（R1/C1，C1）—外接积分元件端。

　　次三个引脚外接积分电阻和电容，积分电容一般选0.1uF聚脂薄膜电容，如果需每秒转换4次，时钟频率选为66kHz，在2.000V满量程时，电阻R1约为470kΩ，而满量程为200mV时，R1取27kΩ。

　　［5］。 Pin7、Pin8（C01、C02）—外接失调补偿电容端，电容一般也选0.1uF聚脂薄膜电容即可。

　　［6］。 Pin9（DU）—更新显示控制端，此引脚用来控制转换结果的输出。如果在积分器反向积分周期之前，DU端输入一个正跳变脉冲，该转换周期所得到的结果将被送入输出锁存器，经多路开关选择后输出。否则继续输出上一个转换周期所测量的数据。这个作用可用于保存测量数据，若不需要保存数据而是直接输出测量数据，将DU端与EOC引脚直接短接即可。

　　［7］。 Pin10、Pin11（CLK1、CLK0）—时钟外接元件端，MC14433内置了时钟振荡电路，对时钟频率要求不高的场合，可选择一个电阻即可设定时钟频率，时钟频率为66kHz时，外接电阻取300kΩ即可。

　　若需要较高的时钟频率稳定度，则需采用外接石英晶体或LC电路，参考附图。

　　［8］。 Pin12（VEE—负电源端。VEE是整个电路的电压最低点，此引脚的电流约为0.8mA，驱动电流并不流经此引脚，故对提供此负电压的电源供给电流要求不高。

　　［8］。 Pin13（Vss）—数字电路的负电源引脚。Vss工作电压范围为VDD-5V≥Vss≥VEE。除CLK0外，所有输出端均以Vss为低电平基准。

　　［9］。 Pin14（EOC）—转换周期结束标志位。每个转换周期结束时，EOC将输出一个正脉冲信号。

　　［10］。 Pin15（ ）—过量程标志位，当|Vx|》VREF时，输出为低电平。

　　［11］。 Pin16、17、18、19（DS4、DS3、DS2、DS1）—多路选通脉冲输出端。DS1、DS2、DS3和DS4分别对应千位、百位、十位、个位选通信号。当某一位DS信号有效（高电平）时，所对应的数据从Q0、Q1、Q2和Q3输出，两个选通脉冲之间的间隔为2个时钟周期，以保证数据有充分的稳定时间。

　　［12］。 Pin20、21、22、23（Q0、Q1、Q2、Q3）—BCD码数据输出端。该A/D转换器以BCD码的方式输出，通过多路开关分时选通输出个位、十位、百位和千位的BCD数据。同时在DS1期间输出的千位BCD码还包含过量程、欠量程和极性标志信息，这些信息所代表的意义见下表。

　　［13］。 Pin24（VDD）—正电源电压端。