课程设计数显温度测量器装置

1、电 子 课 程 设 计题目： 数显温度测量器装置系 别： 电气与电子工程系专 业姓 名学 号：指导教师： 成绩评定·一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。课程设计成绩评定班级 1224081 姓名 郭文进 学号 122408122 成绩： 分（折合等级 ）指导教师签字 年 月 日一、设计目的 设计一个数字显示温度测量器电路。二、设计要求1、温度测量范围：20100。2、以数字形式显示温度。3、具有调零电路。为减少或消除外界干扰，电路应具有低通功能。三、电路的总体结构 电路基本原理：本电路由温度检测电路，温度范围选择，数字显示部分等组成温度检测电路将温

2、度转换成相应的电压信号，信号放大后送入比较器与预先固定电位电压比较器比较，由比较器高低电平控制ad转换器是否工作, 并同时送入ad转换器转换，变为数字信号进行显示。电源电路由电源变压器，整流桥堆u，滤波电容c1，c2三端稳压集成电路ic1组成。交流220v电压经下降压ur整流， c1滤波ic1稳压后，产生+15v稳压后，产生+5v电压供给检测电路，时钟电路及显示电路。温度检测电路由运算放大器a1a5，电阻器r1r11，电位器rp1,rp2, 电容c5,c6温敏电阻rt,构成温度控制电路由运算放大器 a4 ,电阻器 r13、r14组成。 显示部分由ad7106及lcd构成1、电路的原理

3、框图温度检测电路信号放大电路电压比较器电源电路数显电路clk信号产生四、各部分电路设计1 (1)温度检测和放大器电路图一： 温度传感器电路和放大器电路rt和 a1构成温度检测电路，a2和a3构成温度-电压转换电路。 温度检测信号经a1加到差分放大器a2的同相输入端，+5v电压经r10、r14和r2分压加到a2的反相输入端。调节rp1使温度为0oc时a2输出为0v。a2输出加到反相放大器a3的反相输入端，a3增益为(r7+ r15）/r6倍，调整r15的值温度为100oc时a3输出+10v。 这样，调整r14和r15的值，在温度为0100oc时输出电压为0+10v， 即输出电压与温度成比例。（2

4、）设计步骤温度测量范围与输出电压、电源电压的确定。温度测量范围为0100oc， 这时输出电压为0+10v。电路中使用电压为+15v,基准电压为+5v。+15v电压经三端稳压器78l05得到+5v基准电压。热敏电阻与运算放大器的选用。rt先用ntc型，25oc时电阻值为10k ,精度为±1%，材料常数b=3900的nthh4g39a103f02热敏电阻。运算放大器选择用户fet 输入型四运算放大器mc34084.补偿电阻r4的稳定。r4使r3的输出电压相对于温度变化为线性关系，其值在0100oc的线性温度范围内。电阻r1和r2及电容c1的确定。+5v电源电压通过r4分压为r3提供工作电

5、压。要据热敏电阻r3的散热常用数(mw/oc)判断，热敏电阻的电路电压为0.5v。 r8阻值要足够小于(r3+r9)阻值，这里选择用68。c1为滤除电源噪声的电容，选择用0.1f/35v的陶瓷电容。电阻r1 r2，r5, r9的确定。r1 r2，r5, r9是使a2作为差分放大器工作的电阻，这里，差分放大器的增益为1倍，r1 r2，r5, r9都用相同的阻值10k。电阻r10和r14的确定。这些电阻决定温度为0oc时a2输出电压为0v。0oc时a1输出电压为2.5v，令r14为100用r14调整a2输出为0v，从而设定r10电阻值。这里计算得出r10阻值在2501250之间，所以取值300电阻

6、r6、r7和r15的确定。这些电阻和a3构成反相放大电路，温度为50oca3将a2输出电压放大至5v。根据热敏电阻的特性， 50oc时a2输出电压约为-2.4v，。若将其放大至5v, 则增益约-2倍。另外，r6变为a3的输入电阻。a2输出电流为5ma左右，因此，要比其足够小的电流来决定r6，这里，r6=10k.另外，要根据奖-2.2-2.6v电压入大至5v，即增益为了2.3-1.9倍来决定其电阻值。电源旁路电容c2和c5的确定。c2和c5滤除电源电路的噪声，消除布线电感带来的影响，这里选择用户0.1f/35v的陶瓷电容。r14和r15的调整。开始将(r6+r15)调到最大值，之后在温度为0oc

7、时调节rp1使a3输出电压为0v。其次，调节rp2当温度为50oc时使a3输出电压为+5v。这样，输出电压与温度成比例。电阻r11,r12的确定。由a4,r11,r12构成单限幅电压比较器，由于20oc时，电压u0=2v元器件选择择：r1r6,均选择用金属腊电阻。rp1rp2选小型合成膜电位器vb选n4007整流二极管vr由4只n4007桥接2、电压比较器电路由a4,r13,r14构成单限幅电压比较器，固定r13电位为+5v通过与放大后的电压信号比较并通过稳压二极管进行限幅，由此产生的高电平作为ad转换器的工作电平,低于ut=20v时ad转换器不工作3、ad转换电路和译码显示电路icl7106

8、是一种3.5位a/d转换器。采用40脚dip封装形式，其管脚排列如图2。 ：1脚，vcc为电源正极。28脚，d1, c1, b1, a1, f1, g1, e1为“个|”位的7段码输出。 914 ，25脚，d2 ,c2 ,b2 ,a2 ,f2 ,e2 ,g2 为“十”位的7段码输出。1518， 2224脚， d3， b3， f3， e3， g3， a3， c3 为“百” 位的7段码输出。 19脚， a4， b4 为“千”位的a段码和 b段码， 因为“千位只显示”1“，所以将显示器的a段和 b段连接在一起， 有19脚驱动。 20脚， pol为负极性显示驱动端。21脚， bp为液晶显示器的背面公共

9、电极的驱动端， 简称“背极板”。26脚， vss 为电源负极。27脚， int 为积分器外接积分电容的输入端。28脚， bufe 为缓冲器的输出端， 外接积分电阻。29脚， caz 为 外界自动调零电容。30脚， in-为模拟信号（被测信号）的负极输入端。31脚， in+为模拟信号的正极输入端。32脚， com为模拟地。33. 34脚， cref-,cref+为外接基准电容端。35，36脚， vref-,vref+为基准电压的负极，正极输入端。37 脚， test为逻辑电路的共用地段， 由于icl7106的数字地（gnd）未引出，可以将test端视为数字地。3840 脚， osc1, osc2

10、, osc3 为外接震荡电阻和电熔端， 外接阻容原件可构成两级反相式阻容振荡器，。 所采采用的典型时钟频率为48khz.该数字电压表的基本量程为 vm=200mv. r2 和 r3 构成基准电压分压器，调节r2使vref=vm/2=100mv, 满量程既定为200 mv.， 二者成1：2的关系。r1, c1 为时钟振荡器的的rc网络；r4, c3为输入端阻容滤波电路，可以提高仪器的抗外界的干扰能力。 c2, c4 分别为基准电容和自动调零容：；r5, c5 分别是积分电阻和积分电容。五、整体电路图见附图。六、设计总结1、设计过程中遇到的问题及解决方法感觉这次课程设计中碰到的问题主要是由于对知识

11、的掌握不够牢固，像在放大器的使用过程中我们一度陷入混乱，这些都是我们学习过的内容，本来感觉掌握的还是不错的，但是真正的使用的时候才发现不太了解，最后还是得一点一点的查询课本才解决。这次设计让我了解到，知识不温习，使用起来就会生疏，以后，要多温习功课。2. 设计体会首先我们由衷感谢老师提供给我们这样一个锻炼自己的机会，让我们第一次感受到学来的知识不只是用来完成试卷的。 其次我们在完成课程设计的过程中体会到团队合作的乐趣。一向惯于“独立思考”的我们学会了积极的同团队成员交流，取长补短，共同进步。“独学而无友则孤陋而寡闻”，只有和同学多交流多学习才能不断的提高自身水平。 最后，也是最重要的一点，我们学会了一种快速有效的学习方法。以往的学习都是老师讲学生记，不懂得地方就靠解答大量习题帮助记忆，学习的主要目的是通过最后的考试。课程设计使我们发现考试真的并不是最重要，最重要的是能运用所学的知识。在整个课程设计过程中，我们突破了传统学习模式，把被动接受转变为主动学习。不再是用学到的知识解题，而是在实际运用时遇到什