课程设计（论文）-数字温度计的设计

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1、HarbinInstituteofTechnology课程设计说明书（论文）课程名称：课程设计І设计题目：数字温度计的设计院系：电子与信息工程学院班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2011年4月15日至2011年6月6日哈尔滨工业大学2011年4月15日星期五哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：院（系）：专业：班号：任务起至日期：2011年4月15日至2011年6月5日课程设计题目：数字温度计的设计已知技术参数和设计要求：根据给定主要功能要求和主要元器件，设计一个完整的数字温度计。(1)自制稳压电源(2)被测温度的

2、范围在0至200°C(3)用4位数码管显示温度值工作量：1.查找资料2.设计论证方案3.具体各个电路选择、元器件选择和数值计算4.具体说明各部分电路图的工作原理5.绘制电路原理图6.绘制印刷电路图7.元器件列表8.编写调试操作9.打印论文工作计划安排：1.查找资料、设计论证方案具体各个电路选择、元器件选择和数值计算绘制电路原理图一周2.绘制印刷电路图、元器件列表一周3.编写调试操作、打印论文一周同组设计者及分工：每人一组单独完成指导教师签字___________________2011年4月13日教研室主任意见：教研室

3、主任签字___________________2011年4月13日*注：此任务书由课程设计指导教师填写。哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）一、任务技术指标主要内容：设计一个数字温度计，测量范围：0～200OC。温度的实时LED数字显示。测量温度信号为模拟量。基本要求：1.画出数字温度计的结构框图。2.画出系统原理图、印制版图与仿真图。3.计算所需器件数值，列写元器件清单4.进行调试操作5.按要求完成课程设计报告，打印报告二、总体设计思想1.基本原理温度的测量，在工业生产的过程和科研工作中都非常重要。数字式温度测量的特

4、点是采用数码管直接显示出被测温度值，这种数字显示不仅直观，测量精度高而且便于进行自动控制。所以，数字温度计获得了广泛的应用。（一）电路的功能和组成数字温度计应具有下列基本功能：1.能把温度测量转换为成比例的模拟电信号（电流或电压等）。哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）2.把模拟电信号变换成数字信号。3.最后通过数字电路（译码和显示）直接指示出温度值。（二）为了实现上述功能，可以有多种不同的方法，设计时应根据不同的设计要求和具体情况进行选择。1.温度变换电路目前广泛使用的温度传感器主要包括热电偶、热敏电阻、测温铂电阻、

5、集成电路(IC)温度传感器、晶体管温度传感器等几种类型的传感器，这几类传感器又各有优缺点：①热电偶的灵敏度较低，但它能在很宽的温度范围内使用；②热敏电阻的工作温度范围较窄，但灵敏度高，有利于检测微小温差，但由于其输出的特性量是非线性的，在检测时要首先经过线性化变换，使用不方便；③廉价集成电路(IC)温度传感器的性能离散度较大，必须经过校准后才可用于高精度测量；④测温铂电阻温度系数的离散度很小，精确度较高，灵敏度也较好，特别适用于1000℃以下温度的测量，但价格比较贵；⑤晶体管温度传感器则是利用半导体材料PN结电流电压特

6、性和温度的相关性进行测温，它的最大优点是输出线性度好，测温精度也比较高，而且价格便宜，是比较有前途的一类温度传感器。哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）基于以上考虑，本文介绍的电路就采用PNP三极管作为温度传感器。2.放大电路在该测量系统中，传感器的输出是放大器的信号源，然而改传感器的等效电阻不是常量。根据电压放大倍数的表达式：可知，放大器的放大能力将随信号大小而变。为了保证放大器对不同幅值信号具有稳定的放大倍数，就必须使得放大器的输入电阻Ri>>Rs，Ri愈大，因信号源内阻变化而引起的放大误差就愈小。此外，放大器应具

7、有较强的抑制共模信号的能力。3.A/D转换电路（1）A/D转换器的分类常用的A/D转换器有双积分型、逐次比较型、并行比较型等。不同类型的ADC转换器在性能指标上也有很大差异。类型并行比较型逐次比较型积分型主要特点超高速速度、精度、价格等综合性价比高高精度、低成本高抗干扰能力输出二进制数的位数6—108—1612—16转换时间/ms几十几十~几百几十~几百主要用途超高速视频处理数据采集工业控制数字仪表哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）（2）A/D转换器的选用依据①A/D转换器用于什么系统、输出的数据位数、系统的精度、线

8、性。②输入的模拟信号类型，包括模拟输入信号范围、信号的驱动能力、信号的变化快慢。对A/D转换器的转换时间、取样速率的要求等。③后续电路对A/D转换器输出数字逻辑电平的要求、驱动电路等。④成本及芯片来源等因素。4.译码显示电路为了节省资源，使用LED的动态显示方式。由于刷新速率较高，以及人眼的视觉暂留效应，我们看到的是四个LED同时