3位半数字显示温度计电子设计报告.doc

《3位半数字显示温度计》 设计报告 设计时间： 2011.12.12——2011.12.25 班 级： 姓 名： 报告页数： 30  广东工业大学课程设计报告 设计题目 三位半数字显示温度计 学院 信息工程学院 专业 应用电子技术 班级 一班 学号 姓名 (合作者； ) 成绩评定_______ 教师签名_______ 摘要简述 4 一、设计任务与要求： 4 二、设计方案与比较 5 三、系统设计总体思路 5 四、电路主要原理 6 五、电路设计及参数计算 8 六、主要原器件介绍及元器件的选择 14 七、电路板制作 25 个人心得： 29 摘要简述 温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学实验）（如：物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等试验）中，有特别重要的意义。 我们的课程设计采用ICL7107 A/D转换器驱动数码管来显示温度数字。ICL7107内部集成了振荡器、放大器、比较器、计数器、译码器、A/D转换器等电路，用它设计数字显示温度计，只需少量的外围元件，并且调试方便。与传统温度计相比，设计的数字显示温度计具有读数方便、测温准确的优点。其输出温度采用数字显示，主要应用与崔测温比较准确的场合，或者可以自己使用。 大家知道，传统的温度计通常都是精度为1摄氏度和0.1摄氏度的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常较密，不容易准确分辨，读数困难，而且上述材料的比热容较大，达到热平衡所需时间长，读数更加难以准确，使用非常不方便。数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便，测温准确快速等优点。而数字温度计中传感器是它的重要组成部分，它的精度、灵敏度基本决定了温度计的精度‘测量范围、控制范围和用途。我们采用的温度传感器是LM35，不需要额外处理即可达到正负1/4摄氏度的准确率。 一、设计任务与要求： 设计任务：采用采用温度传感器LM35，3位半A/D转换器、数字显示器设计一个日常温度数字温度计。 设计要求： 1、产品设计要求： ①温度显示范围：0~50℃； ②数字显示分辨率：0.1 ③精度误差≤0.5 ④电路工作电源可在5~9V. 2、实验测试要求： 1．测温度传感器输出曲线，即V/℃曲线； 2．调整电路的参数以及参考电压； 3．用示波器测量A/D转换器的BP、POL管脚波形及输出驱动波形； 4．记录Vin与显示的数值关系； 二、设计方案与比较 方案一：基于单片机的数字温度计设计。 器件：单片机。18B20，LED数码管，电阻，晶振，电容。温度高低限可自由设定读出温度后实时显示温度 三、系统设计总体思路 系统主体设计原理图： 查找资料得：ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换电路，包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统，可以直接驱动LED数码管，是一块应用非常广泛的集成电路。而LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，且该器件输出电压与摄氏温度成比例。此外，LM35无需外部校准或微调，就可以提供正负0.25摄氏度的常用室温精度。 根据这两种主要部件的参数及 构造，我们决定采用通过温度传感器LM35采集温度信号，经过整形电路送到A/D转换器，然后通过译码器驱动数码管。其中ICL7107集A/D转换器与译码器于一体，可以直接驱动数码管，省去了译码器的接线。因为ICL7107可以借助少量外部元件达到精确测量0到200mv的电压，而LM35本身可以直接将温度线性转换成电压输出，由此可以用ICL7107驱动数码管实现信号的显示。 四、电路主要原理 通过LM35对温度进行采集，有温度与电压近乎线性的关系，以此来确定输出电压和相应的电流，不同的温度对应不同的电压值，因此我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D转换器和译码器，亦即ICL7107芯片，最后驱动数码管显示数字温度。 原理框图： 原理分析：首先是温度的采集，此过程由温度传感器LM35完成。温度传感器LM35采集到温度信号，经过整形电路送到A/D转换器，在通过译码器进行对数码管的驱动。具体如下： （1）、LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。这个特点比较符合我们日常的温度读数习惯，其精度在我们测试的时候已经得到很好的验证，直接用电烙铁在其周围加热会有很好的系数显示出来，因此也方便了我们的实验数据的测量。所以，从使用者的习惯以及测量者的方便性来看，LM35比用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越性。而且，LM35无需进行外部的校准与微调，方便实用，更是兼有很高的精度，当然它也是所买器件中