LM35测温报告Word格式.docx
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作品
摘要
本作品采用LM35精密温度传感器采集温度信号，经过运算放大器将该信号进行放大，再通过CortexM31752内置的12bitADC将电压信号转换为数字信号，结合数码管和LED灯的显示板，实现了题目中扫描显示温度值与发光二极管指示温度上、下限报警状态的要求；
采用4*4扫描键盘和CortexM31752结合的方式，实现了题目中设定报警温度的上下限值的要求。
Abstract
ThissystemusesLM35whichisaprecisioncentigradetemperaturesensortogettemperaturesignals,andthenamplifythesignalsthroughop-amp,convertvoltagesignalsintodigitalsignalsthroughtheCortexM3built-in12bitADC,usedigitaldisplaypanelandLEDlightstoachievethescanninglight-emittingandalarmingthroughdiodewhenthetemperatureislowerthanthelowerstateorisupperthantheupperstate;
Ascanning4*4keyboardandCortexM3areappliedinthesystemtosettheupperandlowertemperaturestate.
系统方案设计与论证
经过分析和论证，我们认为此次练习的系统框图如下
测温模块方案论证和选择
LM35是一款精密温度传感器，测温范围为0摄氏度到150摄氏度，每摄氏度变化10mv。
由于信号很小，直接传入ADC中很难进行数据转换，所以信号在进入ADC之前应先经过放大。
由于CortexM31752的供电电压为3.3V，所以确定电压放大倍数为2倍，对应0摄氏度到150摄氏度，放大后电压范围为0mv到3V。
方案一：
采用LM324构成同相比例运算电路对信号进行放大。
方案二：
采用AD620仪表放大器对信号进行放大。
此方案主要针对小信号，例如<
=10mv的信号。
因为室温在27摄氏度左右，所以经过LM35采集的信号为270mv，这个信号已经很大，用LM324也可以满足要求，所以综合性价比考虑，采用方案一。
ADC方案论证
CortexM3内置的12bitADC，采用这款ADC就可以达到要求。
电路与程序设计
由LM324构成的同相比例运算电路，如图所示
程序流程图
初始化流程图
主函数流程图
三：
系统测试
测试仪器清单（见下表）
序号
仪器名称
型号
指标
生产厂家
数量
1
可跟踪直流稳压电源
SS3323
2
双踪示波器
54622D
带宽：
100MHz
采样率：
200MSa/s
3
双路跟踪稳压稳流电源
DH1718D-2
测试遇到的问题
问题现象：
将各模块相连接后，发现由数码管所显示的温度值一直在跳变，很不稳定，这样人眼根本读不出温度值。
问题解决：
查询噪声毛刺的起始端
猜想1：
来自电源的噪声
猜想2：
示波器的噪声
猜想3：
来自板子的噪声
猜想4：
运放的噪声
噪声解决的方案：
示波器自检，检测方波是否失真，发现示波器噪声不是问题所在。
检查电源，将电源与示波器相接，发现双路跟踪稳压稳流电源本身的噪声很大，达到幅值为80mv，噪声经放大后可达到160mv，这严重影响LM35采集的小信号，所以电源为问题所在的根源。
解决电源呢噪声方法如下：
在入板时，并联一大一小电容，进行滤波，去掉毛刺。
更换电源。
我们将DH1718D-2电源更换为SS3323后，
问题得到解决。
更换电源后发现温度值时有较大的跳变。
分析检查后发现，这是由于3块板子的共地共电不规范引起的。
电源入板，必须有两个电容进行滤波。
由于LM35采集的是小信号，供电方案应为电源直接供电到LM35模块，不应该由CortexM31752板上的电给第一级LM35供电。
供地要电源上的地直接供给各个板子，不应板间互传，因为地是屏蔽信号噪声的最好方法。
由于室温一直在27摄氏度左右，经LM35后输出电压为270mv左右，信号较大，运放的选择对信号影响很小，可忽略。
编程滤波不够，猜想1s内显示的值太多。
解决方案：
将程序改为采50个值然后求平均值，而非原来的采8个值再求平均值。
显示时1s显示1次。
结果显示稳定可靠。
四：
实现的功能
各个板子上电后，按A键开始设定温度报警的下限值，按任意数字键设定温度的十位并按D键确定，再按任意数字键设定温度的个位并按D键确定，按照上述设值方法，设定温度的小数点后第一位值；
按B键开始设定温度报警的上限值，设值方法同上。
例如设定温度报警的下限值为27.5，上限值为30，则当温度低于27.5时，数码管和LED板上的第一个灯亮；
当温度高于30时，数码管和LED板上的最后一个灯亮；
当温度介于27.5和30范围内，没有灯亮。
五：
实物焊接图与结果展示图
LM35模块
数码管和LED模块
管脚标注
DIG1P1.1；
DIG2P1.8；
DIG3P1.10；
DIG4P1.15；
DIG5P1.19；
DIG6P1.22；
DIG7P1.24；
DIG8P1.26；
a~fP2.0~P2.7
键盘模块
管脚标注：
从如图所示由上向下依次对应为P1.0；
P1.4；
P1.9；
P1.14；
P1.18；
P1.20；
P1.23；
P1.25
5：
报警显示
六：
总结
本系统由LM35采集温度信号，信号经过LM324进行放大，由CortexM31752内置的ADC进行数据转换，由数码管和LED板子上的数码管显示采集的温度值，通过键盘输入报警的上下限值，由LED灯进行报警，完成了题目的要求。
对于小信号的题，噪声问题是关键，本次练习遇到的最大难点就是噪声处理。
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