《数字式温度测量》word版.doc

课程设计报告摘要本设计采用的温度传感器是LM35温度传感器， LM35温度传感器是利用两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流。工作原理主要是利用温度传感器把系统的温度通过AD转换电路将电信号转换成数字信号，并通过与之连接的译码电路中显示出来。目录1 概述4 1.1引言41.2设计任务4 1.3设计要求4 2 系统总体方案4 2.1对温度进行测量、控制并显示452.2温度显示部分52.3方框图总体53 各部分功能模块设计（功能描述）6 3.1温度传感器6 3.2AD转换电路7 4课程设计体会11参考文献12附1：系统原理总图131 概述1.1 引言温度是一个基本物理量，也是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关的重要物理量。温度的测量和控制技术应用十分广泛。在工农业生产和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动地控制、调节该系统的温度。通过该设计我们可以直观看到温度视数变化，根据实际系统的需要调节系统温度，同时我们也可以通过报警电路发出警报后再进行调节。1.2 设计任务进一步熟悉模拟和数字设计方法和规范，并进一步巩固所学模拟电子及相关知识，达到综合应用电子技术的目的，培养设计开发以及动手实践等能力，学会阅读相关科技文献，查找器件手册与相关参数，独立思考分析，完整理总结设计报告。了解温度传感器件的功能，学会在实际电路中应用。进一步熟悉集成运算放大器的线性和非线性应用。了解检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式也不同。运用电子技术来实现温度测量和控制任务，完成温度测量和控制电路的连接和调试。学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析问题和解决问题的能力。1.3 设计要求 被测温度和控制温度均可数字显示； 测量温度为01200C，精度为050C； 控制温度连续可调，精度1OC； 2系统总体方案2.1 对温度进行测量、控制并显示首先必须将温度的度数（非电量）转换成电量，然后采用电子电路实现题目要求。可采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示2.2方框图总体VmaxVREFLEDR被测量控制系统温度传感器放大器低通滤波器译码驱动显示电路A/D转换器执行机构调温控制电路比较器（）扬声器或蜂鸣器报警控制电路比较器（）S说明： 传感器可以采用LM 35温度传感器，电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器双端输入信号，将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤去。如上图所示。3 各部分功能模块设计3.1温度传感器 LM35是电压输出型集成温度传感器， LM35集成温度传感器是利用一个热电阻检测相应的温度，热电偶是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如下图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。温度传感器热电偶就是利用这一效应工作的。温度传感器热电偶的结构形式 为了保证温度传感器热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： 组成温度传感器热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； 补偿导线与温度传感器热电偶自由端的连接要方便可靠； 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。传感器电路原理图LM35温度传感器,输出电压00.99V,温度每上升1,电压上升10ms,可测温度099.即V=0.01T，运算放大器LM358放大5倍电压,即V=0.05T.经0809通道0转化为数字量,因为转换公式:V/5=X/255,即0.05T/5=X/255,则T100X/256. 为了精确到0.1,使t=10*T=1000X/256=125X/32,所以转换公式是t=125X/32,X为数字量.其采集温度及放大温度电路图如下：3.2 AD转换电路AD转换电路采用ADC0809。ADC0809是一种逐次比较型ADC。它是采用CMOS工艺制成的8位8通道A/D转换器，采用28只引脚的双列直插封装，其原理图和引脚图如图所示。ADC0809有三个主要组成部分：256个电阻组成的电阻阶梯及树状开关、逐次比较寄存器SAR和比较器。电阻阶梯和树状开关是ADC0809的一个特点。另一个不特点是，它含有一个8通道单端信号模拟开关和一个地址译码器。地址译码器选择8个模拟信号之一送入ADC进行A/D转换，因此适用于数据采集系统。（b）为引脚图。各引脚功能如下：（1）IN0IN7是八路模拟输入信号；（2）ADDA、ADDB、ADDC为地址选择端；（3）2-12-8为变换后的数据输出端；（4）START（6脚）是启动输入端。（5）ALE（22脚）是通道地址锁存输入端。当ALE上升沿到来时，地址锁存器可对ADDA、ADDB、ADDC锁定。下一个ALE上升沿允许通道地址更新。实际使用中，要求ADC开始转换之前地址就应锁存，所以通常将ALE和TART连在一起，使用同一个脉冲信号，上升沿锁存地址，下降沿则启动转换。（6）OE（9脚）为输出允许端，它控制ADC内部三态输出缓冲器。4课程设计体会以前对自己学的专业了解的仅仅是一个概念，或者是说是一个框架，没有任何实在的内容。通过这次课程设计了解到了网络、信息和电气设备基本工作情况。也对自己在数字和模拟电子方面的能力有了更客观的评价，在这次设计过程中，从最基本的查元件，找资料做起，了解了完整的电子设计的一般步骤，也和同学们共同探讨研究，学到了很多课堂上学不到的东西，也遇到了各种各样从没想过的问题，并认真的解决了它们，这些知识为我今后的学习奠定了基础，激发了我继续学习的和探索真知的热情。参考文献 1现代电子学及应用，童诗白、徐振英编，高等教育出版社，1994年 2电子系统设计，何小艇等编，浙江大学出版社，2000年 3集成电子技术基础教程，郑家龙、王小海、章安元编，高教出版社，2002年5月 4电子技术课程设计指导 彭介华编，高等教育出版社，1997年10月 5新编555集成电路应用800例 陈永甫编著 电子工业出版社 2000年6电子技术课程设计指导书，艾永乐，付子义编，焦作工学院电气工程