模电课设温度传感器模块

《模电课设温度传感器模块》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、目录摘要……………………………………………………………………1关键词…………………………………………………………………1一、前言………………………………………………………………1二、系统概述和总体方案论证与选择………………………………2三、单元电路设计……………………………………………………3(一)温度传感模块……………………………………………3(二)数字显示与温度范围控制模块…………………………51. 方案的论证与选择…………………………………52. AD转换与解码……………………………………63. 译码显示…

2、…………………………………………94. 控制温度设定………………………………………105. 温度超限判断………………………………………12(三)声光报警与温度控制执行模块…………………………131.声光报警……………………………………………132.温度执行……………………………………………13(四)总体电路图………………………………………………14(五)方案的优点与缺点以及改进……………………………15四、结束语……………………………………………………………16五、心得体会……………………………………………………

3、……16六、元器件清单………………………………………………………16参考文献………………………………………………………………17摘要：温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。本次设计主要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识及其基本的温度传感器知识，从基本的单元电路出发，实现了温度测量与控制电路的设计。温度控制执行部分采用继电器控制的加热制冷装置来实现。此模块的存在，提高了该系统在工业上的实用性。关键词：温度测量、温度控制、声光报警、555定时器一、前言在现今科技高速发展的时代，各行各业对控制和测

4、量的要求越来越高，其中，温度测量和控制在很多行业中都有比较重要的应用，尤其在工业上，如炼钢时对温度高低的控制。要控制好温度，测量是前提，测量的精度影响着后续工序的进行，因此温度测量的方法和选取就显得相当重要了。本次课程设计给我们创造了良好的学习机会：一是查阅资料将自己所学的数字电子技术，模拟电子技术，以及传感器的相关知识综合运用，二是系统了解温度监测特别是工业上的温度控制的详细过程，为日后的学习和工作增长知识，积累经验。仔细分析问题后，实现温度的测量与控制方法很多，大致可以分为两大类型，一种是以单片机为主的软硬件

5、结合方式，另一种是用简单芯片构成实现电路。由于单片机知识的匮乏，我们决定用后者实现。温度传感选用高精度摄氏温度传感器LM35进行数据采集，通过UA741芯片构成同相比例器实现放大。AD转换部分使用集成芯片AD5740；二进制到8421BCD码的转换用EEPROM实现；显示译码部分用4511和七段数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用十进制加计数器74LS160和锁存器74LS175实现；温度的判断比较通过数值比较器74LS85的级联实现。声光报警利用555定时器构成多谐振荡器组成。-18-二、系统概述和

6、总体方案论证与选择 在本系统的总体设计中，有以下两种思路： 方案A 如图2-1所示，温度传感器模块将温度线性地转变为电压信号，经过放大电路，一路输入给A/D转换电路，经过译码进行数字显示，另一路与滑变分压电路相连，由此设定控制温度上下限，经过电压比较器，输出高低电平指示信号，由此控制温度控制执行模块和声光报警部分。此电路最基本的特点就是电路结构简单，实现比较容易。方案B如图2-2所示，温度传感模块和A/D转换模块，译码显示模块，温控执行和报警模块均与方案A相同，不同处在于控制温度设定方式和温度超限判断方式。方案A

7、的超限判断模块和控制温度设定主要使用模拟信号，该方案易受外界干扰如使用环境温度等因素，另外由于滑变设定温度不易精确调节，误差较大。方案B主要采用数字逻辑芯片数字比较器、锁存器等控制实现，其工作的稳定性、准确性和功能扩展性较强。比较以上两种方案，方案A电路简单，误差较大；方案B电路复杂，但精度较高，可移植性好。结合以上两种方案的优缺点，我们选择方案B进行系统设计。-18-三、单元电路设计(一)温度传感模块温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度

8、传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等。方案一：采用二极管做温度传感器晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接