多路温度巡回监测系统

电子技术课程设计多路温度巡回监测系统设计目的

1、掌握多路温度巡回监测系统的基本原理。2、掌握多路温度巡回监测系统的设计、组装与调试方法。

3、熟悉集成电路LM324、ICL7107、CD4051、NE555的使用方法，并掌握其工作原理。设计内容设计一个能够巡回检测多点温度的电路，具有定点显示和巡回显示回路号和相同回路温度值功能。基本要求（1）温度检测点8个；（2）温度检测范围：-10～+80℃；（3）检测误差±0.1℃；（4）采用LED数码显示，显示位数3位；（5）能人工控制通道转换和显示通道号及相应的温度值；（6）能自动巡回检测各点，每点观察时间至少5秒，并且可调；完成内容完成功能的电路。要求：在实验箱上组装调试多路温度巡回监测电路。电路必须由自己安装调试通过，能达到性能指标要求。课程设计说明书一本。要求：内容完整，图表规范，字迹工整，条理清晰，分析有据，计算准确。图纸一张。课程设计步骤

1、根据设计任务要求，收集查阅相关技术文献；

2、设计方案的论证与比较；

3、确定总体设计方案，画出总体电路原理框图；

4、单元电路设计及相关参数计算；

5、选择元器件；

6、绘出总体设计电路原理图；

7、组装调试，根据调试中出现的问题，修改或完善设计方案；

8、改进电路或更换元器件，做进一步调试；

9、根据实验结果，画出详细的总体设计电路原理图；

10、撰写完整的课程设计说明书。课程设计说明书要求及格式

1、课程设计任务书2、说明书目录3、说明书正文（1）课题名称。（2）内容摘要。（3）设计目的。（4）设计内容及要求。（5）比较和选写设计的系统方案，画出系统框图。（6）单元电路设计、原理说明、参数计算和器件选择。（7）安装调试的步骤、方法、测试结果及故障处理说明。（8）使用（或操作）说明。（9）课程设计的收获、体会。（10）附图（画出完整的电路图，并说明电路的工作原理）。4、列出参考文献及系统的元器件清单（序号、名称、型号、规格、数值、数量）。主要集成电路及电子器件

1、温度传感器AD5902、四运算放大器LM3243、位双积分式模/数转换器ICL7107（ADC7107）。4、八选一模拟开关CC4051。5、555定时器NE555。6、同步可预置四位二进制加法计数器CC40161。7、七段译码驱动器HCF4511。8、共阳极、共阴极数码管。9、电阻、电容、电位器、导线等。主要仪器设备

1、数字电路实验箱

2、万用表及工具

3、双踪示波器原理框图主要器件简介

1、AD590两端集成温度传感器①线性电流输出：1µA/k；②温度测量范围：-55℃～+150℃；③工作电压范围：4V～30V；LM324集成四运放①能与所有形式的逻辑电路兼容；②低功耗（800uA），适于电池供电场合；③电源工作电压范围宽：单电源：3～30V；双电源：±1.5V～±15V；④很高的增益，AV0=100dB；⑤内设补偿及温度补偿电路；

ICL7107位A/D转换器

位是指十进制数0000～1999，所谓3位是指个位、十位、百位，其数字范围均为0～9。而所谓半位是指千位数，它不能从0变化到9，而只能由0变到1，即二值状态，所以称为半位。ICL7107可用标准的位LED显示电路进行显示，也可以用四位组合的LED显示电路进行显示，还可以采用四块分立的七段LED显示电路进行显示，这时，千位显示器除用来显示千位的1外，还可以显示负号、工作电压过低等符号。ICL7107设有专门的小数点驱动信号，小数点的驱动是用共阳极的发光二极管显示器（LED），公共阳极接VDD。小数点接VDD时熄灭，接GND时亮。ICL7107芯片内没有时钟发生电路，外接上CP1～CP3网络便能产生振荡。COM与V+端之间的电位差具有很高的稳定性，可作参考电压源，所需的参考的电压值可以通过分压的办法获取。满标度电压的大小可通过选择参考电压的大小来调整。引脚端符号说明A1～G1个位显示端CR-基准电容负端A2～G2十位显示端GND地A3～G3百位显示端INH模拟输入高位端AZ自动调零端INL模拟输入低位端BUF缓冲控制端INT积分器输出端COM公共端POL极性显示端CPi(1～3)时钟脉冲输入端TEST检测端VDD正电源VREFH基准电压高位端VHEL基准电压低位端VSS负电源AZ自动调零端极限值满量程2.000V的典型应用电路CC4051模拟多路转换器/分配器S0～S2：地址输入端；B0～B7：8路数据输入端；

OUT：数据输出端；G：始能输入端；

GND：地；VCC：正电源，通常接+5V；VEE：负电源，通常接-5V。七段译码驱动器HCF14511

VDD、VSS：正电源和地（+5V和GND）；D、C、B、A：BCD码输入端；a、b、c、d、e、f、g：七段码输入端；LT：试灯信号；BI：消隐信号；LE：锁存始能信号。同步可预置四位二进制加法计数器CC40161为CMOS计数器，引脚排列、功能同74LS161见实验教材P146页。555定时器NE555引脚排列及功能见实验教材P158页。七段数码显示器

共阴：3～8接地共阳：3～8接VCC

调试要点

根据各部分设计电路，计算并选择元器件之后，按电路进行搭接，搭接完毕要进行复查。特别要注意是否有短路现象，各元器件的电源引脚和地（GND）引脚是否有错接和漏接之处，确信检查无误后方可调试。单元电路调试要分部分调试，将各部分之间的信号连线断开。调试时应先调试各部分电路，不要进行整体综合调试。分部分调试可以将故障局限于一个小的范围内，有利于查找和排除故障。将各部分进行调试时一定按照各部分的功能及指标要求进行调试，逐步排除故障，首先调试电源，然后再调试其他部分。1、ICL7107调试（1）加电源电压。VDD=+5V，VSS=-5V。注意系统共地。（2）调整参考电压VREF，当系统满标度电压为2000mV时，则VREF=1000mV；若满标度电压为200mV时，则VREF=100mV。本系统满标度电压为2.00V，则调整VREF+=1.00V。①灯测试检查将TEST端（第37脚）与V+短接，读数应为“-1888”。②零信号读数测试将正输入端IN+与负输入端IN-短接，读数应为“000”。③比例读数测试将IN+与VREF+（第36脚）短接，读书应为“1000±1”。④负信号与溢出功能测试将IN+与V-短接，应显示负号（千位的g段亮）和显示千位的1（千位的b、e段亮），而百、十、个位各段均不亮。可以通过选择开关来控制千位数码管的h段经限流电阻实现对相应的小数点显示的控制。

2、调试分压器，测试各点直流电压数据，与理论值比较是否准确。

3、调试振荡器和计数器，观察三位二进制数显示是否正确。

4、调试译码驱动器和显示器，观察通道显示是否正确。5、综合调试各单元电路调试完毕后，将各部分之间的信号线连接好，再进行综合调试。综合调试是电路的整体功能调试。给温度传感器（AD590）加温或降温（相当于改变VT）。这时七段LED显示器的显示值应发生变化。在改变设定值（VG)使报警指示发光二极管（LED）发光。这说明总体电路可以工作了。至于显示的数值是否准确，是否准确地在给定温度点上报警，还有待于在定标工作中进行最后的标定。6、定标将温度传感器（AD590）置于标准温度（0℃）温度场中，观察显示数值，待显示数值稳定不变时，如果显示不是0℃调整相应的电位器使显示为0℃。同理，将温度传感器（AD590）置于标准的一百度（100℃）温度场中，待显示数值稳定不变时，如果显示数值不是100℃调整相应的电位器使显示数值为100℃。至此，定标可以认为定标结束。因为传感器和放大器乃至A/D转换器件，若忽略它们的非线误差，均可视为线性元件。线性测量系统定标时只标定测量范围内两点即可。这样当实际温度从0℃至100℃变化时，显示数值也一定一一对应地显示0℃至100℃（七段译码管上显示为000.0至100.0）