数字式温度计课程设计报告.doc

数字式温度计 终期报告 电子线路课程设计终期报告 ——数字式温度计设计 一、方案设计 系统组成框图： 系统各模块电路图及原理： ①温度传感器 温度传感器采用LM35D温度传感器，其管脚图和输出特性图如图所示： 用最小二乘法拟合得到关系式U=7.05+10.02t，即其灵敏度为10.02mV/℃ ②信号放大处理电路 为了使测量精度更高，需要对对LM35D输出信号进行校准处理，电路图如下： ③A/D转换器 A/D转换器采用MC14433，其连接方式如图所示： 其中，MC14433的各引脚说明如下： Pin1（VAG）—模拟地，为高科技阻输入端，被测电压和基准电压的接入地。 Pin2（VR）—基准电压，此引脚为外接基准电压的输入端。MC14433只要一个正基准电压即可测量正、负极性的电压。此外，VR端只要加上一个大于5个时钟周期的负脉冲（VR），就能够复为至转换周期的起始点。 Pin3（Vx）—被测电压的输入端，MC14433属于双积分型A/D转换器，因而被测电压与基准电压有以下关系： Pin4-Pin6（R1/C1，C1）—外接积分元件端。积分电容一般选0.1uF聚脂薄膜电容，在2.000V满量程时，电阻R1约为470kΩ，本设计中需要2.000V的量程，所以选择470kΩ的电阻。 Pin7、Pin8（C01、C02）—外接失调补偿电容端，电容一般也选0.1uF聚脂薄膜电容即可。 Pin9（DU）—更新显示控制端，此引脚用来控制转换结果的输出。如果在积分器反向积分周期之前，DU端输入一个正跳变脉冲，该转换周期所得到的结果将被送入输出锁存器，经多路开关选择后输出。否则继续输出上一个转换周期所测量的数据。这个作用可用于保存测量数据，若不需要保存数据而是直接输出测量数据，将DU端与EOC引脚直接短接即可。本设计中不需要保存数据，所以直接将DU端与EOC引脚短接。 Pin10、Pin11（CLK1、CLK0）—时钟外接元件端，MC14433内置了时钟振荡电路，对时钟频率要求不高的场合，可选择一个电阻即可设定时钟频率，时钟频率为66kHz时，外接电阻取300kΩ即可。 Pin12（VEE—负电源端。VEE是整个电路的电压最低点，此引脚的电流约为0.8mA，驱动电流并不流经此引脚，故对提供此负电压的电源供给电流要求不高。 Pin14（EOC）—转换周期结束标志位。每个转换周期结束时，EOC将输出一个正脉冲信号。 Pin15（?）—过量程标志位，当|Vx|》VREF时，输出为低电平。本设计中最高温度为100℃，对应输入电压为1.000V,所以|Vx|一般不会大于VREF。 Pin16、17、18、19（DS4、DS3、DS2、DS1）—多路选通脉冲输出端。DS1、DS2、DS3和DS4分别对应千位、百位、十位、个位选通信号。当某一位DS信号有效（高电平）时，所对应的数据从Q0、Q1、Q2和Q3输出，两个选通脉冲之间的间隔为2个时钟周期，以保证数据有充分的稳定时间。 Pin20、21、22、23（Q0、Q1、Q2、Q3）—BCD码数据输出端。该A/D转换器以BCD码的方式输出，通过多路开关分时选通输出个位、十位、百位和千位的BCD数据。 Pin24（VDD）—正电源电压端。 ④31/2位显示电路 本模块采用CD4511译码器、MC1413驱动器和七段LED数码管，原理图如下： 系统整体电路图及原理介绍 整个系统的原理图如下： 数字式温度计测量原理： 首先，LM35D温度传感器将温度信号转化为电信号，根据其输出特性，电信号的范围为0 V--1.000V，电信号经过调校后输出到MC14433 A/D转换器的输入端，因为温度传感器的输出和温度是线性关系，又有公式，所以输出读数和温度也是线性关系，比如0℃对应度数000.0、26.3℃对应读数026.3、37℃对应读数037.0、100℃对应读数100.0。 这个电信号（模拟）进入A/D转换器后变为数字信号从Q0-Q3输出，这时的数字信号为BCD码，经过译码器后输入到数码管显示。但是数码管有四个，而Q0-Q3只能控制一个数码管，那么如何实现四个数码管同时点亮并共同显示温度呢？ 这个就要靠MC14433 A/D转换器了，不得不说，这是个比较强大的A/D转换器。MC14433的20到23号管脚DS4、DS3、DS2、DS1是多路选通脉冲输出端，例如，当DS1为高电平时，Q0-Q3输出百位的BCD码，而DS1通过MC1413选中百位的数码管，其他数码管的显示同理。在时钟信号的作用下，Q0-Q3轮流输出百、十、个、十分位的BCD码，同时DS1-DS4选中对应位的数码管，又因为其轮流显示的频率很高，所以在人眼看来是四个数码管同时