数字温度计--电子技术课程设计报告

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1、电子技术课程设计报告题目数字温度计学院名称船山学院指导教师王旭东班级电子信息工程01班学号20139470108学生姓名刘功元2016年1月7日目录1.设计任务与要求11.1设计说明11.2设计要求12.设计思路和方案的选择23.原理及其电路组成43.1传感电路43.2A/D转换电路63.3数码管显示电路114.调试与总结124.1调试与测量数据124.2设计总结125.心得体会146.参考文献15附录一：设计电路总图与仿真16附录二：实物图17附录三：元器件清单191.设计任务与要求1.1设计说明温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必须将这一非电量信号转换成电量（电压或

2、电流），然后将模拟电信号经ADC转换成数字信号，最后经译码显示器显示温度值。温度传感器精密放大器A/D转换器译码显示电路图1.1.1数字温度计框图1.2设计要求1.2.1基本部分（1）自制稳压电源（2）被测温度范围0~200°C。（3）直接用数字电压表显示温度值，可直接读出0~1999°C。也可以用4位数码管显示温度值。1.2.2其它说明：（1）一人完成，直接用数字电压表显示温度值，难度系数为0.9；用4位数码管显示温度值，难度系数为1.1。（2）实验时验证三个值：冰瓶0°C、环境温度、100°C沸水。182.设计思路和方案的选择拿到这个题目之后从网上和书本上查阅了很多资

3、料，经过总结后提出了以下两种方案：（1）方案一：使用数字传感器采集温度信号，然后将被测温度的电压或电流采集过来，用运算放大器（OP-07)放大到合适的倍数，然后在用ADC0809进行模数转换，将转换后的数字进行编码，然后在经过译码器通过7段数码显示管显示出来。7段数码管显示温度译码器编码器A/D转换ADC0809信号处理放大电路数字式温度传感器图1.1系统方案框图图2.1.1系统方案框图（2）方案二:使用LM35做温度传感器，再用ICL7107这个芯片进行模数转换，然后再驱动7段的数码显示管进行显示。温度显示数码管驱动A/D转换ICL7107LM35温度传感器图2.1.2

4、系统方案框图18方案分析：如果使用方案一的话功能可以实现，但是里面芯片很多，做起来线路比较复杂，容易出错，而且不易修改线路，而且ADC0809这个芯片要使其工作的话必须要一个500KHZ的时钟脉冲信号，这样的话就又要用555电路来产生一个500KHZ的时钟脉冲信号，然后又要编码器又要译码器，电路做起来十分繁琐，而ICL7107里包含了3又1/2位数字A/D转换器，可以直接驱动LED数码管，内部设有参考电压，独立模拟开关，逻辑控制，显示驱动，自动调零功能等，而LM35是直接将温度转化成电压信号输出，所以只需要很简单的外围电路就可以实现数字温度的显示了，电路相对于方案一简单了

5、很多，综合起来，所以决定选用方案二。183.原理及其电路组成数字温度计的设计原理图见附录1。它通过LM35对温度进行采集，通过温度与电压近乎线性关系，以此来确定输出电压和相应的电流，不同的温度对应不同的电压值，故我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D转换器和译码器，再由数码管表示出来。3.1传感电路LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。因而，从使用角度来说，LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM35无需外部校准或微调，可以提供±1/4℃的常用的室温精度。LM35具有以下特点：（1）工作电压：直流4～3

6、0V；（2）工作电流：小于133μA（3）输出电压：+6V～-1.0V（4）输出阻抗：1mA负载时0.1Ω；（5）精度：0.5℃精度（在+25℃时）；（6）漏泄电流：小于60μA；（7）比例因数：线性+10.0mV/℃；（8）非线性值：±1/4℃；（9）校准方式：直接用摄氏温度校准；（10）封装：密封TO-46晶体管封装或塑料TO-92晶体管封装；（11）使用温度范围：-55～+150℃额定范围18LM35的封装图：图3.1.1LM35封装图LM35温度传感器直接把温度转换成电压的形式输出，它的温度与电压成线性关系：VoutLM35（T）=10mV/℃×T℃由上述公式可以

7、得知温度每上升1摄氏度，电压升高10mV。而且它有两种供电方式，一种是单电源模式，正负双电源模式：图a单电源模式图b正负双电源模式18而我们这里采用单电源模式供电，这样我们的温度采集模块就做好了，下面是我们的原理图：3.1.2温度采集电路原理图3.2A/D转换电路ICL7107是高性能、低功耗的三位半AD转换器，同时包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。ICL7107可直接驱动共阳极LED数码管。ICL7107将高精度、通用性和真正的低成本很好的结合在一起，它有低于10uV的自动校零功能，零漂小于1uV/℃，低于1