电子技术课程设计报告 简易数字温度计的设计

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1、河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：简易数字温度计的设计9题目：简易数字温度计的设计一、设计任务与要求设计任务：设计出一个简易的数字温度计，用来测量0-100度之间的温度，使其度数显示在数字显示器上。设计要求：1、制作出一个数字温度计。2、画出整体电路图，写出课程设计报告。3、同组同学的的设计不能雷同。4、电路图中的图形必须本人亲自绘制。5、每个同学必须有实物，并基本能工作。二、方案设计与论证（1）方案一：本方案采用AD590单片集成两段式敢问电流源温度传感器对温度进行采集，采集的电压经过放大电路将信号放大，然后经过3.5位A

2、/D转换器转换成数字信号，在进行模拟/数字信号转换的同时,还可直接驱动LED显示器,将温度显示出来。系统方框图如下：温度采集（AD590）电压放大数码管驱动（译码器）LED显示器A/D转换系统方案框图（2）方案二：使用数字传感器采集温度信号，然后将被测温度变化的电压或电流采集过来放大适当的倍数，进行A/D转换后，将转换后的数字进行编码，然后再经过译码器通过七段数字显示器将被测温度显示出来。数字式温度传感器信号处理放大电路A/D转换（ADC0809）译码器（74HC4511）编码器七段数字显示器系统方案框图（3）方案三：使用温度频率转变电路，

3、根据温度与频率的线性关系先将温度转变为频率，将转换的频率输入频率计中，频率计电路中通过放大整形电路、主门电路、计数器、锁存器、七段译码输出，在七段显示器中将频率显示出来，显示的频率即为对应的温度值。9放大整形电路振荡器主门电路计数器琐存器译码显示控制电路温度转换为频率电路方案的分析和比较方案一中的模数转换器ICL7107集A/D转换和译码器于一体，可以直接驱动数码管，不仅省去了译码器的接线，使电路精简了不少，而且成本也不是很高。ICL7107只需要很少的外部元件就可以精确测量0到200mv电压，AD590可以将温度线性转换成电压输出。而方案

4、二经过A/D转换后，需要先经过编码器再经过译码器才能将数字显示出来。方案三只经过温度频率转换就可把温度用相应的频率显示出来，成本较低，可操作性较强。比较上述三个方案，方案三明显优越于前两个方案，它用热敏电阻采集温度信号，用NE555将温度转化为频率输入频率计中，用CD40110驱动数码管直接实现数字信号的显示，实现数字温度计的设计；省去了另加编码器和译码器的设计，所以线路更简单、直观；即采用方案三.三、单元电路设计与参数计算通过热敏电阻对温度进行采集，通过温度与频率近乎线性关系，以此来确定输出频率与其对应的温度，不同的温度对应不同的频率值，

5、故我们可以通过频率值的改变来判断温度值，再由数码管表示出来。四、总原理图及元器件清单1．总原理图9译码显示电路2，元件清单序号编号名称型号数量1DS1、DS2显示器DCD_HEX_RED/GREEN22Q1、Q2译码驱动器CD4011023U1、U2、U3与非门74LS0014U4、U6多谐振荡器NE55525U5计数器CD401716R1~R7电阻77RQ热敏电阻18C1~C7电容79D1、D2二极管1N4148210D3发光二极管111RP可变电阻10K19五、安装与调试软硬件结合测试步骤和结：按所设计电路，在Multisim中分模块进

6、行仿真测试。1.温度转变为频率电路测试在常温下，热敏电阻所感受的温度转变为频率，用频率计测出此时的频率即为该温度值。测试电路如下所示：温度转变为频率电路测试在频率计中观察到频率计显示的频率为28.746HZ，即此时的温度值约为28.746度。该温度值在所估计的误差范围内。2.放大整形电路的测试把被测信号放大然后整形为与其同频率的方波。电路输入正弦波频率为10HZ，振幅为1V,仿真结果如图所示9放大整形电路测试电路放大整形电路测试波形3.震荡电路测试震荡电路输出周期为1.279秒，高电平脉冲为0.68毫秒的方波.9六、性能测试与分析将该电路的

7、硬件进行测试得，在数码管中显示的数值为30，即测得的温度值为30度。此实验的相对误差为：误差分析：此实验出先的误差主要的因为：（1）热敏电阻对温度的灵敏度不是理想的，不能精确的反映温度的大小；（2）计算出的参数有一定的误差；（3）元器件的数值与理想值存在着一定的偏差；（4）受到外界因素的影响，引起温度值的变化.七、结论与心得此次设计我得到的最终结论如下：数字温度计的设计可以通过把温度转换成频率，频率信号通过放大整形后，可以测出其频率，数码管显示其频率。本实验还有很多不足的地方：只能较为粗劣的测出温度值，不能精确的测出温度，温度有一定的限度。

8、通过此次设计，我们进一步加深了对数字电路知识的认识与理解，掌握了数字率计的设计、组装与调试方法。更加熟练的运用仿真软件，并学习了运用软件测试、调试、改进电路。培养了独立思考、分析