电子技术课程设计报告docx

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1、电子技术课程设计报告一、实验名称数字温度计二、实验目的在学生学习了电子技术的理论基础知识之后，让学生在实际操作中熟悉常用的电子电路元件，掌握基本的常用电路，熟悉电子电路系统设计的一般方法，了解并掌握EDA仿真软件的应用以及常用仪器仪表的使用，培养学生的独立分析问题和解决问题的能力，为以后从事电子系统设计、开发和应用打好基础。三、实验要求采用温度传感器设计一个数字温度计，实时测量环境温度。测量温度采用数码管显示，格式为：XXX.X，其中第一位为符号位，后两位整数温度值和最后一位为小数温度值。基本指标要求：1、测量温度

2、范围：0~50°，测量精度0.5°。2、超限报警，报警温度可设定，并且能进行数字显示。四、实验仪器及器件ICL7107：A/D转换且驱动数码管AD590：温度传感器LM324：集成运算放大器数码管：共阳极，4个电位器：1kW，200kW电容若干电阻若干导线若干示波器一个万用表一个直流电源一个五、课题分析及方案论证1、数字温度计的组成数字温度计组成框图如图1所示，它由温度传感器、A／D转换器、数码显示和超限报警等模块组成。温度传感器敏感环境温度，并将温度信号转换为电压信号或电流信号；温度传感器输出的模拟信号经过电压或

3、电流比较器，比较器的输出端接LED灯，可以实现温度超限报警功能；A／D转换器将温度传感器输出的模拟信号转换成数字信号；经过转换后的数字信号连接数码管，以数字方式实时显示温度。图1数字温度计组成框图日常生活中，温度的测量范围为-30—55℃，精度控制为0.5℃，因此本项目采用AD590单片集成两端式感温电流源温度传感器、3.5位A/D转换器ICL7107及4个八段数码管设计数字温度计，集成运放使用LM324。ICL7107在进行模拟/数字信号转换的同时，还可直接驱动LED显示器，其内部集成有双积分模数转换器、BCD七

4、段译码器、显示驱动器、时钟和参考源，并具有自动调零和自动转换极性的性能。数码管显示格式为：XXX.X，代表1位符号位，2位整数温度值和1位小数温度值。2、数字温度计电路设计(1)AD590及其构成电压输出电路AD590是半导体结效应式温度传感器，PN结正向压降的温度系数为-2mV/℃，利用硅热敏晶体管PN结的温度敏感特性测量温度的变化测量温度，其测量温度范围为-50-150℃。AD590输出电流值(μA级)等于绝对温度(开尔文)的度数。使用时一般需要将电流值转换为电压值，转换原理见图2。图中，VCC为激励电压，取值

5、12V；输出电流I0以绝对温度零度-273℃为基准，温度每升高1℃，电流值增加1μA。温度t对应输出电流I0为：Iot=273μA+t×1μA/℃;式中：273μA为摄氏零度时输出的电流值；t为测得的摄氏温度。温度t对应输出电压U0为：Uot=2.73+t/100(V);图2AD590电压输出电路原理图AD590构成的电压输出电路如图3所示，电路具有偏置和增益调节装置功能。为了改善输出电压的性能，电路中采用了电压跟随器，图中运放U3A实现的功能即是电压跟随。由于AD590输出的是绝对温度，而实际显示的是摄氏温度，设

6、计差动放大电路，运放U3B实现的功能即是减法运算。设运放U3B的正相输入端为U2，反相输入端为U1，调整电位器使U1=2.73V，则图6-3输出电压值U与传感器测得的摄氏温度呈线性关系，计算公式为：U=10KΩ10KΩ×U2–U1=t100（V）图3AD590电压输出电路原理图(2)A/D转换器ICL7107及其外围电路ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换电路，包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。可以直接驱动LED数码管，是一块应用非常广泛的集成电路。ICL7107将高精度、通用性和真正的低成

7、本很好地结合在一起，它有低于10μV的自动校零功能，零漂小于1μV/℃，低于10pA的输入电流，极性转换误差小于一个字。由ICL7107组成的ADC电路如图4所示，A/D转换的参考电压选择为1V，AD590电压输出电路的模拟量输出经过阻容滤波网络接到ADC的输入端，ADC的输出端与数码管相连，极性输出端接最高位数码管，千位输出接十位显示数码管，百位输出接个位显示数码管，个位输出接小数点后一位显示数码管，实现温度值的模数转换并显示功能。选用数码管进行温度显示，不需要进行显示译码，根据ICL7107的驱动能力选择合适的

8、限流电阻，直接驱动数码共阳极数码管。图4A/D转换器实现及数码管显示电路(3)超限报警电路超限报警电路采用比较电路来设计，将AD590电压输出电路的输出信号送到电压比较器进行比较，再将电压比较器的输出连到LED灯上，就可以实现温度的超限报警，并且调节滑动变阻器即可实现报警阈值的人工设定，电路图如图5所示。我们将阈值设定为上限40℃，下限为20℃。图5超限报警