温度测控及其数显电路设计

《温度测控及其数显电路设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、班级：电气3111班姓名：曹阳学号：20课题：温度测控及其数显电路设计一、设计目的电子技术课程设计是模拟电子技术、数字电子技术课程结束后进行的教学环节。其目的是：1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。3、进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。4、培养学生的创新

2、能力。二、设计要求1、电源电压：±5V；2、主要单元电路和元器件参数计算、选择；3、画出总体电路图；4、设计、焊接电路，实现预期功能；5、调试电路；6、提交格式上符合要求，内容完整的设计报告。三、总体设计本课题的任务是由温度检测电路、信号放大电路、V/F变换电路、频率测量电路和计数译码显示电路组成。电路通电后LED显示实时温度测量，超过设定值，电路进行报警。8班级：电气3111班姓名：曹阳学号：20课题：温度测控及其数显电路设计PCB电路如下图四、单元电路设计4.1温度检测电路温度检测电路主要由并联式稳压器、电桥和差分放大器组成，在电路调试过程中通过调节R5来模拟PT100的温度变化

3、。4.1.1PT100铂热电阻PT100铂热电阻是一种以铂金(Pt)做成的电阻式温度检测器，其具有稳定性好、测量精度高、输出T-R线性度都好等优点，PT100属于正电阻系数热电阻，电阻和温度变化的关系式如（表1）所示：R(t)＝R0(1＋At＋Bt2)R(t)是温度为t时铂热电阻的电阻值Ω；(t)为温度℃R0是温度为0℃时铂热电阻的电阻值Ω；8班级：电气3111班姓名：曹阳学号：20课题：温度测控及其数显电路设计A、B为分度常数：A＝0.0038623139728；B＝-0.00000065314932626。（表1）4.1.2TL431TL431是TL、ST公司研制开发的并联型三端

4、稳压基准。由于其封装简单（型如三极管）、参数优越（高精度、低温漂）、性价比高，近年来在国外已经得到了广泛应用。TL431外形及典型应用电路如（图1），在典型应用电路中,R1、R2和TL431组成了高精度并联稳压电源，如要改变输出电压VKA，可通过调整R1和R2的阻值，输出电压VKA便可在Vref（标称2.5V）至36伏之间任意设定。（图1）4.2信号放大电路由R14，LM358，R15，R28，R24，C4组成同相比例运算放大器，主要有2个作用，其一是用于将上一级的信号进行同相放大，其二是调整因元件参数偏差8班级：电气3111班姓名：曹阳学号：20课题：温度测控及其数显电路设计引起的

5、测量误差，调节R28电位器可改变其放大倍数。LM358双运放集成电路，采用8脚双列直插塑料封装，其内部包含两组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，两组运算放大器相互独立，引脚及内部方框图如（图2）所示，LM358具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用于各种电路中。（图2）4.3V/F变换电路V/F变换电路主要由LM331和其少量外围器件组成的电压频率转换电路。主要作用是将电压转换为频率值。LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片，可用作精密频率电压转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件应用。LM331

6、采用了新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到4.0V电源电压下都有极高的精度。LM331的动态范围宽，可达100dB；线性度好，最大非线性失真小于0.01％，工作频率低到0.1Hz时尚有较好的线性；变换精度高，数字分辨率可达12位；外接电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V等变换电路，并且容易保证转换精度。LM331的引脚图，基本V/F变换应用图如（图3）（图3）8班级：电气3111班姓名：曹阳学号：20课题：温度测控及其数显电路设计4.4计数译码显示电路当V/F完成了A/D的转换，接下来就需要计数器的配合了，即在规定时间内对V/F转换器的输出脉冲进行

7、计数，计数值表示了V/F转换器所输入的模拟电压大小。计数器选用CD4553,它是三位十进制（BCD码输出）计数器，译码器选用CD4511，它设有锁存器、七段显示译码器和输出驱动电路，显示选用SM420363数码管。4.4.1CD4553CD4553是3位十进制计数器，它只有1组BCD码输出端，要完成3位输出，所有它采用动态扫描输出方式，通过选通脉冲信号，依次控制3位LED数码管输出。CD4553引脚功能：CLOCK：计数脉冲输入端，下调沿有效；CIA、CI