温度数显控制电路Word下载.docx

1、3、完成电路的安装、测试；4、编写设计、安装、测试报告。3、设计报告的内容1、设计题目与设计任务（设计任务书）；2、前言（绪论）（设计的目的、意义等）3、设计主体（各部分设计内容、分析、结论等）4、结束语（设计的收获、体会等）5、参考资料4、设计时间与安排1、设计时间： 2周2、设计时间安排：熟悉实验设备、收集资料： 2 天设计图纸、实验、计算、程序编写调试： 5 天 编写课程设计报告： 2 天答辩： 1 天1、前言1、设计目的本课程设计是在数字电路实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的仿真电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决

2、电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。2、设计要求1、以电子技术基础的基本理论为指导，将设计实验分为基础型和系统型两个层次，基础型指基本单元电路设计与调试，系统型指若干个模拟、数字基本单元电路组成并完成特定功能的电子电路的设计、调试；2、熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法；3、学习计算机软件辅助电路设计方法，能熟练应用仿真软件进行电路设计和仿真；4、拓展电子电路的应用领域，能设计、制作出满足一定性能指标或特定功能的电子电路设计任务。2、课程设计内容及分析方案 11、各部分电路的组成和分析1、数显温度测量器技术指标与要

3、求：1、温度测量范围：0300。2、以数字形式显示温度。3、当温度高于某值时温控电路控制的蜂鸣器鸣笛报警。电路整体分析如图1：（图1 电路整体分析图2、温度传感器电路分析 本次使用的温度传感器为pt100.其特性如下：1 Pt100热敏电阻将温度变化转换成电阻值的变化：温度是0，阻值为100；温度100时，阻值为138.5；温度200时，阻值177；温度电阻系数0.385/，基本呈线性增长，温度表如表1。 电阻/电压转换电路 1、当t=-50时，运放的输出电压为 Uo=（1+80.31/33） 0.3=1.03V 2、当t=200时，运放的输出电压为 Uo=（1+175.84/33） 0.3=

4、1.90V 3、在-50 200，输出电压在1.01.9V间。在电阻/电压转换电路后，接一电压跟随器，提高带负载的能力。所选运放均由LM324提供。2 由ICL7107组成A/D转换与数码驱动电路。四只数码管共阳组成高精度数字电压表头，用来显示温度（1mV就代表1）。 电源5V和GND由实验室EM1716提供。表1 铂电阻对应温度表Pt100温度255075100125150175200电阻109.7119.4128.9138147.9157.3166.6175.8传感器放大电路如图2：图 2 传感器放大电路工作原理:从系统的 5V 供电端通过一支 3K92 的电阻就连接到pt100www.8

5、 t tt8. com按照 PT100 的参数,其在 0 到400度的区间内,电阻值为 100 至 280.9W，我们 sSBbWw按照其串联分压的揭发，使用公式:Vcc/（pt100+3K92）* pt100=输出电压（mV），可以计算出其在整百度时的输出电压，见8ttt8表2:表2 pt在整百输出电压温度 PT100 阻值 W传感两端电压 mV100.000.0191100.390.072119.402.661138.515.264157.337.828175.8610.352250194.1012.836300212.0515.281350229.7217.688400247.0920.

6、0543、A/D转换及数显电路分析本课程设计使用的是常用的A/D转换芯片ICL713，如图3图3 A/D转换芯片ICL713ICI7135是4位双积分A/D转换芯片,可以转换输出20000个数字量,有STB选通控制的BCD码输出,与微机接口十分方便.ICL7135具有精度高（相当于14位A/D转换）,价格低的优点.其转换速度与时钟频率相关,每个转换周期均有:自校准（调零）,正向积分（被测模拟电压积分）,反向积分（基准电压积分）和过零检测四个阶段组成。ICL7135主要参数如表3：表3 ICL7135主要参数电源电压V+6V温度范围0 to 70V-9V热电阻PDIP封装qJA（/W）55模拟输

7、入电压V+ to V-最大结温150参考输入电压最高储存温度范围-65 to 150时钟输入电压GND to V+ICL7135典型应用电路图如4： 图4 ICL7135典型应用电路图根据以上思路设计出如下的A/D复用共阳极LED显示屏电路，如图5所示就是本实验用的41/2位数的A/D复用共阳极LED显示屏仿真电路。图5 41/2位数的A/D复用共阳极LED显示屏电路如图所示，ICL7135输出端引脚B8-B1为BCD码的数据输出端，将他们分别连在7447译码器的相应管脚，最终来控制数码管的显示状态，而输出引脚D5-D1分别为万、千、百、十、个位的选通端，经连接三极管的基极最终控制哪个数码管的

8、亮灭。最终输出数字量=10000（VIN/VREF）。注意：CLKIN:时钟信号输入.当T=80ms时,fcp=125kHz,对50Hz工频干扰有较大抑制能力,此时转换速度为3次/s.极限值fcp=1MHz时,转换速度为25次/s.此部分可以用555定时器构成的多谐振荡器提供时钟信号。4、温控电路 控制电路采用LED，LED亮时表示超过温度，否则不超。 温控仿真电路如图7。图7 控制电路 方案1的总电路图如图8。图8 方案1总电路图方案 21、 各部分组成及分析1、 pt100本次使用的温度传感器为pt100.其特性如下：1 Pt100热敏电阻将温度变化转换成电阻值的变化：温度电阻系数0.38

9、5/，基本呈线性增长。3 由ICL7107组成A/D转换与数码驱动电路。4 电源 PT100 的参数,其在 0 到 400度的区间内,电阻值为 100 至 280.9W，我们 sSBbWw按照Vcc/（pt100+3K92）* pt100=输出电压（mV），可以计算出其在整百度时的输出电压。方案2所用的pt100与方案1的相同。Pt100在整XX输出电压同表2.如表：同表2。同表2 pt100在整XX输出电压pt100的阻值与温度关系如图9。图9 pt100的阻值与温度关系 温度传感放大电路度图10。图10 温度传感放大电路2、555定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器

10、件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 该电路的振荡周期为： T=0.7（R1+2R2）C555定时器仿真电路图如图11。图11 555定时器仿真电路图它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 18

11、V。一般用5V。3脚：输出端Vo 2脚：低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。3、D触发器当测量温度小于预置温度时，Q非=1，测量电路导通；当测量温度大于预置温度时，Q=1，预置电路导通。 D触发器的特征方程如下Qn+1=DD触发器仿真电路图如图12。图12 D触发器仿真电路图

12、4、数显与控制电路通过数显电路来控制数码管的变化，数码管的前方用7448译码器来控制。而对于控制电路，则是用发光二级管与或非门组成。通过多次试验，得出显示与控制电路与模拟量和参考量的关系。和pt100相互吻合。2/15Vref*数码管显示数字*模拟量参考量 例如：参考量=+15V 如果模拟量是+2.661V，则数码管显示2。方案2的显示与控制的仿真电路如图13.图13 方案2的显示与控制的仿真电路3、 课程设计完整方案详见方案2。4、 电路仿真结果及结论通过仿真软件multisim和protues的应用，将模拟量与数码管显示的数值得出结论。即公式：2/15Vref*数码管显示数字*模拟量参考量

13、。当到达13/151倍的Vref时，数码管显示的最大值是7。而控制电路，即二极管发光。 仿真电路的显示结果如图14。图14 仿真电路的显示结果5、 课程设计体会和收获1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过的方案包括设计了两套电路原理和芯片上的选择。2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。3、我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计

14、过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。 平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 4、经过两个星期的课程设计，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从

15、理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 5、此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。6、参考资料1电路 作者： 邱关源主编 电路第5版 出版社：高等教育出版社2模拟电子技术基础 作者：童诗白 华成英 主编 第四版 出版社：3数字电子技术基础 作者：阎石 主编 第四版 出版社：