电子技术课程设计报告 简易数字温度计的设计

1、 电子技术课程设计报告设计课题：简易数字温度计的设计题目：简易数字温度计的设计一、设计任务与要求设计任务：设计出一个简易的数字温度计，用来测量0-100度之间的温度，使其度数显示在数字显示器上。设计要求：1、制作出一个数字温度计。2、画出整体电路图，写出课程设计报告。3、同组同学的的设计不能雷同。4、电路图中的图形必须本人亲自绘制。5、每个同学必须有实物，并基本能工作。二、方案设计与论证方案一：本方案采用AD590单片集成两段式敢问电流源温度传感器对温度进行采集，采集的电压经过放大电路将信号放大，然后经过3.5位A/D转换器转换成数字信号，在进行模拟/数字信号转换的同时，还可直接驱动LED显示

2、器，将温度显示出来。系统方框图如下：系统方案框图方案二：使用数字传感器采集温度信号，然后将被测温度变化的电压或电流采集过来放大适当的倍数，进行A/D转换后，将转换后的数字进行编码，然后再经过译码器通过七段数字显示器将被测温度显示出来。系统方案框图方案三：使用温度频率转变电路，根据温度与频率的线性关系先将温度转变为频率，将转换的频率输入频率计中，频率计电路中通过放大整形电路、主门电路、计数器、锁存器、七段译码输出，在七段显示器中将频率显示出来，显示的频率即为对应的温度值。温度转换为频率电*路温度转换为频率电*路方案的分析和比较方案一中的模数转换器ICL7107集A/D转换和译码器于一体，可以直接

3、驱动数码管，不仅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，AD590可以将温度线性转换成电压输出。而方案二经过A/D转换后，需要先经过编码器再经过译码器才能将数字显示出来。方案三只经过温度频率转换就可把温度用相应的频率显示出来，成本较低，可操作性较强。比较上述三个方案，方案三明显优越于前两个方案，它用热敏电阻采集温度信号，用NE555将温度转化为频率输入频率计中，用CD40110驱动数码管直接实现数字信号的显示，实现数字温度计的设计；省去了另加编码器和译码器的设计，所以线路更简单、直观；即采用方案三.三、单元电

4、路设计与参数计算通过热敏电阻对温度进行采集，通过温度与频率近乎线性关系，以此来确定输出频率与其对应的温度，不同的温度对应不同的频率值，故我们可以通过频率值的改变来判断温度值，再由数码管表示出来。四、总原理图及元器件清单1总原理图DMLDS2tDPr-iEtsDFi伫qu=j一-GC花二产-|=a-2-j-w-ZaXD-=.：.j-13CC6!3FMCT售二J13iLuaiI11LuTLZ0LKE.37一4liF-1r口1Liu1s325lKttETJBJs-一fl二ZCS7Lu.-ZIUU-lwOTO2nJtQ,%o译石马显示电路r1L22,元件清单序号编号名称型号数量1DS1、DS2日二显示

5、器DCD_HEX_RED/GREEN22Q1、Q2译码驱动器CD4011023U1、U2、U3与非门74LS0014U4、U6多谐振荡器NE55525U5计数器CD401716R1R7电阻77RQ热敏电阻18C1C7电容79D1、D2二极管1N4148210D3发光二极管111RP可变电阻10K1五、安装与调试软硬件结合测试步骤和结：按所设计电路，在Multisim中分模块进行仿真测试。.温度转变为频率电路测试在常温下，热敏电阻所感受的温度转变为频率，用频率计测出此时的频率即为该温度值。测试电路如下所示：-T1uFC测试电路如下所示：-T1uFC0-T10nF温度转变为频率电路测试在频率计中观

6、察到频率计显示的频率为28.746HZ，即此时的温度值约为28.746度。该温度值在所估计的误差范围内。.放大整形电路的测试把被测信号放大然后整形为与其同频率的方波。电路输入正弦波频率为10HZ，振幅为1V,仿真结果如图所示VCC212-44-47uFQ2l00uF1074LS00D11R1050入D234915N2221A,R815R9_1_C51-T100uF,0_L74LS00DXSC1放大整形电路测试电路放大整形电路测试波形.震荡电路测试震荡电路输出周期为1.279秒，高电平脉冲为0.68毫秒的方波.六、性能测试与分析将该电路的硬件进行测试得，在数码管中显示的数值为30，即测得的温度值

7、为30度。此实验的相对误差为：30此实验的相对误差为：3028.74630 x100%=4.18%误差分析：此实验出先的误差主要的因为:(1)热敏电阻对温度的灵敏度不是理想的，不能精确的反映温度的大小;(2)计算出的参数有一定的误差；(3)元器件的数值与理想值存在着一定的偏差；(4)受到外界因素的影响，引起温度值的变化.七、结论与心得此次设计我得到的最终结论如下：数字温度计的设计可以通过把温度转换成频率，频率信号通过放大整形后，可以测出其频率，数码管显示其频率。本实验还有很多不足的地方：只能较为粗劣的测出温度值，不能精确的测出温度，温度有一定的限度。通过此次设计，我们进一步加深了对数字电路知识

8、的认识与理解，掌握了数字率计的设计、组装与调试方法。更加熟练的运用仿真软件，并学习了运用软件测试、调试、改进电路。培养了独立思考、分析、解决问题的能力，并培养了我们的动手能力。从实验审题、原理的认识、器件参数的计算、误差的分析、电路的焊接等一系列的工作都是建立在独立查询资料的基础之上的。让我从从中学到了很多，不仅是对该电路的认识，更是培养了自己独立思考问题解决问题的能力，加深了对数电、模电知识的理解，巩固了学到的知识，有助于自己今后的学习。总之，在这次的课程设计过程中，我收获了很多，即为我的以后学习设计有很大的帮助，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。最后，我要感谢杨老师的指导，在杨老师的指导和改正下,让我及时发现了我所设计的不足之处,完善了我的电路设计.衷心的谢谢杨老师八、参考文献.谢自美.电子线路设计实验测试.M武汉：华中理工大学出版社，2000年.阎石.数