温度采集器的课程设计

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1、摘要现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进，很多传统的东西都被成本更低、功能更多使用更方便的电子产品所替代，尤其是单片机等集成电路的发展使很多电子产品都能比较容易的实现数字化智能化控制。本课程设计是温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统，用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。本系统采用三位数码显示，直观方便。显示精度为1℃，可检测温度范围0～150℃，完全能够满足生活以及普通生产中环境温度的测控需求，并且拥有响应速度快、省电等优点。但是本系统采用ADC0804单路转换，抗干扰能力稍弱。但系统预留了足够的扩展空间，并提供了简单的扩展方式供参考，实

2、际使用中可根据需要改成多路转换，既可以增加湿度等测控对象，也能减少外界因素对系统的干扰。目录1.设计内容及要求12.方案论证12.1温度传感器12.2译码显示电路12.2.1显示12.2.2数码管驱动12.3AD转换器的选择22.4放大器的选择23.单元电路设计、参数计算和器件选择23.1单元电路设计及参数计算23.1.1LM35温度传感器电路23.1.2TL082放大电路33.1.3NE55543.1.4AD转换电路53.1.5ROM电路53.1.6译码显示电路63.2器件选择63.2.1温度传感器的选择63.2.2AD转换的选择103.2.3程序存

3、储器ROM的选择143.2.4数码管的选择153.2.5NE555173.2.6TL082194.组装、调试204.1软件调试204.2硬件调试204.2.1使用的主要仪器和仪表204.2.2调试电路的方法和技巧214.2.3测试的数据和波形并与计算结果比较分析214.2.4调试中出现的故障、原因及排除方法215.设计总结215.1设计的收获和体会215.2今后的改进意见22参考文献23附录24附录Ⅰ图纸24附录Ⅱ元件清单25附录III程序代码261.设计内容及要求设计并制作一个温度测量与显示系统，基本原理如图1-1所示。具体要求如下：图1-1温度采集

4、系统框图（1）被测温度范围0~99°C；（2）显示测量的温度值，精度不低于1°C。参考元器件：LM35/45，OP07/NE5532/TL082，AT28C16，CD4511。说明：测试时验证环境温度和90°C热水的测量值。2.方案论证2.1温度传感器LM35有两种供电模式：单电源模式和正负双电源的供电模式。正负双电源的供电模式可提供负温度的量测；两种接法的静止电流-温度关系，在静止温度中自热效应低(0.08℃)，单电源模式在25℃下静止电流约50μA，工作电压较宽，可在4—20V的供电电压范围内正常工作非常省电。由于本温度测量系统不需要测量负温度，故

5、采用单电源模式2.2译码显示电路2.2.1显示方案一：采用7段LED数码管。LED数码管使用LED模组作为背光源，具有耗电低、配置灵活、线路简单、安装方便、耐转动、价格低廉且寿命长等优点。 方案二：采用LCD数码管。LCD数码管使用“CCFL（冷阴极荧光管）”作为背光源，CCFL灯管的发热量大，耗电高，老化较快，LCD发光不稳定均匀、功耗大，含有害化学物质等但价格相对便宜。 LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为1:10，而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现，可提供宽达160°的视角，故

6、采用方案一。 2.2.2数码管驱动方案一：选用CD4511译码驱动芯片。CD4511能够提供较大的上拉电流，可直接驱动数码管第25页方案二：利用单片机本身的上拉电阻，虽然外围电路简单，但灌电流和数码管驱动电流不可兼得，即流过数码管电流满足要求，则灌电流会超出单片机的承受极限；灌电流在单片机允许范围内，则流过数码管电流过小。故该方案驱动能力较弱。 为使数码管足够亮，选方案一。2.3AD转换器的选择方案一：DC0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8个单断模拟输入

7、信号中的一个进行A/D转换。ADC0808/ADC0809是单片、CMOS、逐次比较,a位模/数变换器。片内包含s位模/数变换器、通道多路转换器与微制器兼容的控制逻辑。8通道多路转换器能直接连通8个单端模拟信号中的仟何一个。由于ADC0808/ADC0809设计时考虑到若干种模/数变换技术的长处，所以该芯片非常适用于过程控制、微控制器输人通道的接口电路、智能仪器和机床控制等领域。方案二：ADC0804是属于连续渐进式（Successive Approximation Method）的A/D转换器，这类型的A/D转换器除了转换速度快（几十至几百us）、分

8、辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计上。ADC0804与ADC0809都