三位半数字显示温度计课程的设计.doc

目 录 一．设计任务与要求 二．设计方案及比较 三．系统设计总体思路 四．系统原理框图及工作原理分析 五．组成电路主要器件的参数，工作原理、外形图及选择 六．电路原理图 七．产品制作及调试 八．实验结果与数据处理 九．结论（设计与分析） 十．心得体会 一．设计任务与要求 设计任务：3位半数字显示温度计 （一）．训练目的 1、熟悉温度传感器、A/D转换器、LED或LCD液晶显示器、数码显示器的原理和特点，掌握其实际应用的工作原理与方法。 2、加深对模/数转换工作原理的理解，巩固知识制作、调电路培养理论知识为实际电路设计能力 电路原理系统方框图 通过温度传感器LM35采集到温度信号，经过整形电路送到A/D转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。ICL7107集A/D转换和译码器于一体，可以直接驱动数码管，省去了译码器的接线，使电路精简了不少，而且成本也不是很高。ICL7107只需要很少的外部元件就可以精确测量0到200mv电压，LM35本身就可以将温度线性转换成电压输出。综上所述，采用LM35采集信号，用ICL7107驱动数码管实现信号的显示。 电路的组成：温度传感器、A/D转换器和LED显示器 2．工作原理： 温度传感器将感受到外界的温度经传感器内部电路处理后输出一个与外界摄氏温在自动控制、机电整合的应用中，温度的测量为常见的需求，感测温度的品有多种型，依特性可概分为膨胀变化型、颜色变化型、电阻变化型、电流变化型、电压变化型、频率变化型…等，传感器常见的电压变化型的温度传感器有LM35、LM335，其不同点为 LM35之输出电压是与摄氏温标呈线性关係，而 LM335 则是与凯氏温标呈线性关系。由摄氏温标较常使用，因此LM35做介绍。 LM35是由National Semiconductor所生产的温度感测器，其输出电压与摄氏温标呈线性关係，转换公式如式，0°C时输出为0V，每升高 1°C，输出电压增加10mV。 LM35 有多种不同封装型式，外观如图 1 所示。在常温下，LM35 不需要额外的校准处理即可达到± °1/4C的准确率。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种，其引脚如图 2 所示，正负双电源的供电模式可提供负温度的量测；两种接法的静默电流-温度关如图 3所示，单电源模式在25°C下静默电流约50μA，非常省电。?? ?图1：LM35封装及引脚排列 ?工作电压：直流4～30V； ?工作电流：小于133μA????输出电压：+6V～-1.0V适合于远程应用??? ?输出阻抗：1mA负载时0.1Ω；????精度：0.5精度（在+25时）；??? ?漏泄电流：小于60μA；???比例因数：线性+10.0mV/；????非线性值：±1/4；????自热效应小于0.08?校准方式：直接用摄氏温度校准；????封装：密封TO-46晶体管封装或塑料TO-92晶体管封装；??? ?使用温度范围：-55～+150额定范围。LM35应用范围温度探头电子式直读温度计，汽车自动检测线上的温度测量。一些数字万用表具有温度检测功能，狭小空间工业设备测温和控制。 冷冻库，粮仓，机房电缆线槽等测温和控制领域。 (2).影响精度的因素： ①积分电容CINT和自动稳零电容CAz的介质损耗小聚丙乙烯电容，（电容的类型较重要） ②A/D转换的基准电源的变化直接影响转换精度（芯片内部的基准电压源一般受温度的影响较大，当精度要求较高时，应采用外接基准电压源） (3).根据设计任务，选用3.5位双积分型A／D转换器.。3.5位双积分型A／D转换器具有大规模集成的优点，其内部包含有模拟电路，数字电路和控制逻辑电路。它只需要小量外围R、C元件就可完成A/D转换的工作。 (4).ICL7107的介绍 ICL7107的特点： ① ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。、② 能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN 。③ 在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻 分压器可获得所需的基准电压VREF?。④ 能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。⑤ 输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。⑥ 整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头。⑦ 噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。⑧ 芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。⑨ 不设有一专门的小数点驱动信号。使用时可将LED共阳极数数码管公共阳极接V+.⑩ 可以方便的进行功能检查。 ICL7