（一）教学视频

（二）教学课件

（三）教学内容 

（1）功能要求  

该模块主要完成机器人数显电源的动态数字显示功能。即能将串联型稳压电源输出的直流电压大小通过数字显示装置实时动态的显示出来。

（2）设计指标要求

输入电压：DC： +3~+15V

输入电流：DC：0~800mA

输出显示：4位显示，精确到0.01V，显示误差≤0.1V

（3）电路原理框图

                     图4.1 数显功能模块电路

   要将直流电压动态显示在四位的七段数码管上，首先应该将模拟电压信号转换成数字电压信号，再将数字信号进行译码，最后送到数码管上显示出来，那么电路应该有图4.1所示功能模块电路。

由图可见数显电路由控制电路、模数转换、译码和显示电路组成。其中控制电路发出频率为1s的节拍信号，控制模数转换电路每1s进行一次转换工作。模数转换电路工作时，将输入的模拟电压信号转换成数字信号输出，再通过译码和显示电路直接显示该模拟电压的大小。 

（4）各单元电路设计

1）模数转换电路的设计

模数转换电路是将模拟信号转换成数字信号的电路。它的种类很多，从转换过程来看，可分为直接ADC和间接ADC两大类。在直接ADC中，输入模拟信号直接被转换成相应的数字信号，如计数器型ADC、逐次逼近型ADC和并联比较型ADC等，其特点是工作速度高，转换精度容易保证，调整也比较方便。而在间接ADC中，输入模拟信号先被转换成某种中间变量（如时间、频率等），然后再将中间变量转换成最后的数字量，如单次积分型ADC、双积分型ADC等，其特点是工作速度较低，但转换精度可以做得较高，且抗干扰性强，一般在测试仪表中用得较多。常用的集成ADC型号有ADC0804、ADC0809、CC14433等。

数字显示部分可依据数字电压表的设计原理来实现输出电压的实时显示，由于电源电路输出的是模拟量，而驱动数码管显示电压需要的是数字量，这就涉及到从模拟到数字的转换，然后再利用外部时钟进行计数，通过译码显示器件将其显示出来。如果采用分立元件来实现这些，电路就变得非常复杂难以实现，而且可靠性低。可采用集成芯片ICL7107，它集成了AD转与7段译码功能，只须少量的外部元件就可以构成数字显示电路，拟选用集成ADC电路ICL7107进行实现。

2）译码电路的设计

电压要以数字的形式显示在四位七段数码管中，所以还需要设计一个8421BCD译码电路，使其输出的信号可以直接显示在数码管上，常见的8421BCD译码器有74LS47、74LS48等。此处因前面选用的ICL7107是译码显示一体化的器件，所示可以不用单独考虑。

3）控制电路的设计

ADC转换过程中，需要一个节拍信号，用于控制取样频率。此处可选用555多谐振荡器来完成。