1、河北建筑工程學院課程設計任務書課程名稱： 電子技術 綜合課程設計系： 電氣系 專 業：樓宇智能化工程技術 班 級：樓宇073 學 號：xxxxxxxx學生姓名：xxxxxxx指導教師：張志榮 魏建新 職 稱：副教授 高級實驗師 2009年1 月 5日目 錄一引言（1）二智能溫度計的基本組成方框 （1）三系統硬件組成（2）（一） 溫度傳感器AD590及其應用（2）（二） 放大器（3）（三） A/D轉換器MC1443 （3）（四） LED顯示器（4）（五） 系統核心單片機部分閃電存儲器型器件AT89C51（5）（六） 其它（10）四智能溫度計的流程圖（10）五系統主程序（12）六 總結和體會（22

2、）七 參考文獻 （23） 電子技術 綜合課程設計任務書 一、課程設計的性質、目的：課程設計主要目的，是通過電子技術的綜合設計，熟悉一般電子電路綜合設計過程、設計要求、應完成的工作內容和具體的設計方法。通過設計也有助于復習、鞏固以往的學習模電、數電內容，達到靈活應用的目的。在設計完成后，還要將設計的電路進行安裝、調試以加強學生的動手能力。在此過程中培養從事設計工作的整體觀念。課程設計應強調以能力培養為主，在獨立完成設計任務同時注意多方面能力的培養與提高，主要包括以下方面：· 獨立工作能力和創造力。· 綜合運用專業及基礎知識，解決實際工程技術問題的能力。· 查閱圖書資

3、料、產品手冊和各種工具書的能力。·熟悉常用電子儀器操作使用和測試方法；·工程繪圖能力。· 寫技術報告和編制技術資料的能力。二、課程設計的主要內容、基本要求和書寫字體：（一）要求：1 根據技術指示設計各單元電路，寫出設計過程，進行設計方案論證、方案對比；2 選擇所用元器件的型號，寫出元器件的功能表，列出元器件清單；3 畫出整機原理圖；4 畫出整機接線圖；5 組裝并調試設計電路，自行排除故障（對電路首先進行單元電路調試，在保證單元電路工作正常的情況下，再進行整機連接）；（二）目錄1、功能要求、2、技術指標3、選出2-3個方案，劃出功能框圖、寫出實現原理。4、方案比較，

4、確定方案：寫出已確定方案詳細工作原理，計算出參數。5、確定方案的單元電路功能、引腳圖所用元件明細表等6、總結7、總電路原理圖三、設計題目： 1、3 1/2數字電壓表 2、3 1/2數字溫度表 3、3 1/2數字mAs表四、具體要求：（一）根據題目：利用所學過知識，通過上網或到圖書館查閱資料，設計出2-3個實現數字電壓表的方案；只要求寫出實現工作原理，畫出電原理功能框圖，描述其功能。說明：采用原理、方案、方法不限，可以自行設計。（二）其中對將要實驗方案3 1/2位數字電壓表方案、3 1/2數字溫度表，3 1/2數字mAs表，須采用中、小規模集成電路、MC 14433A/D轉換器等電路進行設計，寫

5、出已確定方案詳細工作原理，計算出參數。（三）技術指標：1、3 1/2位數字電壓表方案：測量直流電壓1999-0001V；199.9-0.1V；19.99-0.01V；1.999-0.001V；測量交流電壓1999-199V。2、3 1/2位數字溫度表方案：測量值：0-1999C 3、3 1/2位數字mAs表方案：測量值：1999-0001mAs；199.9-0.1 mAs； 五、電子電路設計的一般方法（一）方案論證（方案比較）與總體設計（舉例說明）（二）單元電路的設計步驟（舉例說明）（三）電子元器件的選擇1 、電子元器件選擇原則；2 、模擬集成電路的選擇；3 、數字集成電路的選擇；4 、晶體二

6、、三極管的選擇；5 、電阻、電容、電感的選擇。（四）參數計算根據性價比和預設指標，合理選擇參數進行計算。（五）總體電路畫法1、按照信號流向，從左到右，從上到下依次畫出各單元電路；2、整體電路盡量用計算機畫在一張圖紙上。將獨立和次要圖紙畫在另外圖紙，注明連線編號；3、電路圖中的元件符號必須符合國際標準和國家標準。六、課程設計報告編寫基本要求1每個學生必須獨立完成課程設計報告；2課程設計報告書寫規范、文字通順、圖紙清晰、數據完整、結論明確；3課程設計報告后應附參考文獻；4要求課程設計報告用A4紙打印裝訂成冊，頁邊距：上2.54cm,下2.54cm,左3.5cm,右2cm.。5書寫字體說明：（1）

7、封面（網上下載）；（2）題目：二號、宋體加粗，主標題（章）四號宋體；（3）次標題（節）及內容：小四宋體；(4)表格：表 五號宋體 （表上方居中）(5)插圖：圖 五號宋體 （圖下方居中）(6)參考文獻標題：小四黑體居中；內容：五號宋體，順序為：作者1、作者n、,書名、版本、出版地、出版者、出版年、頁次七、課程設計的時間安排：第1周上午下午星期一指導教師布置設計任務（教室）同上，講解設計步驟星期二上網或到圖書館查閱資料上網或到圖書館查閱資料星期三分析設計準備階段（教室）分析設計準備階段  星期四指導教師將解或答疑分析設計準備階段 星期五指導教師將解或答疑分析設計準備階段

8、0;第2周上午下午星期一輸入及采樣電路的設計數字電壓表頭設計星期二數字電壓表設計根據技術指示設計各單元電路，寫出設計過程（教室、圖書館）星期三連接、調試設計電路，自行排除故障，指導教師驗收（實驗室）連接、調試設計電路，自行排除故障，指導教師驗收（實驗室）星期四星期五星期六寫出課程設計報告和編制技術資料（教室）寫出課程設計報告和編制技術資料（教室）星期日考核（教室）考核（教室）八、課程設計的成績考核與評定：通過總結報告，并結合學生的動手能力，獨立分析解決問題的能力和創新精神，及學習態度綜合考評。成績分優、良、中、及格和不及格五等?？己藰藴拾ǎ赫n程設計技術報告（50%）；學生的動手能力（40%）

9、；考勤（10%）。電氣系題目一：3 12數字電壓表方案1總體設計：數字電壓表是將被測模擬量轉換為數字量，并進行適時數字顯示的系統。3 12數字電壓表是指十進制數00001999，其中個、十、百位數字變化范圍0到9，“半位”千位只能是0，1。本方案采用MC14433電路，3 12數字電壓表各部分功能為：（1）3 12AD轉換器：將輸入的模擬信號轉換成數字信號；（2）基準電源：提供精密電壓，供AD轉換器作為參考電壓：（3）譯碼器：將轉換成七段信號；（4）驅動器：驅動LED數碼管正常發光；（5）顯示器：將譯碼器輸出的七段信號進行數字顯示，從而可以對所測電壓進行觀察，MC14433的方框圖和引腳引腳引

10、線功能如下：G 被測電壓VX和參考電壓VR的模擬接地端VR 外接參考電壓端（+2V或+200Mv）VX 被測電壓輸入端R1，R1/C1，C1 外接積分電阻R1和積分電容C1元件端。外接元件典型值：當量程為2V時，C = 0.1F,R = 470k；當量程為200mV時，C1 = 0.1F, R1 = 27kC01,C02 外接失調電容C0端。C0典型值為0.1FDU 數據顯示控制端。當DU和EOC（引腳14）連接時，每次A/D轉換都輸出CLKI，CLKO 時鐘振蕩器外接電阻RC端， RC的典型值為470k，時鐘頻率隨RC增加而下降VEE模擬負輸入端。典型值為-5VVSS 數字地，除CLKO端外

11、所有輸出端的低電平基準。當VSS與VAG相連（即數字地和模擬地相連）時，輸出電壓幅度為VAGVDD（0V+5V）；當VSS與VEE（-5V）相連，輸出電壓幅度為VEEVDD（-5V+10V）。實際應用時一般是VSS與VAG相連EOC 轉換結束控制端（輸出）。每當一個A/D轉換周期結束，EOC端輸出一個寬度為時鐘周期1/2寬度的正脈沖過量程標志輸出端。平時為高電平。當VXVR時（被測電壓輸入絕對值大于參考電壓），端輸出低電平DS1DS4 多路選通脈沖輸出端，對應DS1千位，對應DS4個位。每個選通脈沖寬度為18個時鐘脈沖，兩個相鄰脈沖之間間隔為2個時鐘周期Q0Q3 BCD碼數據輸出線。其中為Q0

12、最低位，Q3為最高位。當DS2 、DS3和 DS4選通期間，Q0Q3除了表示千位的0或1外，還表示了轉換值的正負極性和欠量程還是過量程VDD 正電源端。典型值為+5VMC14433的外部連接電路盡管MC14433外部連接元件很少，為使其工作于最佳狀態，也必須注意外部電路的連接和外接元件的選擇，其實際連接電路如圖1118所示。為了提高電源抗干擾的能力，正、負電源分別通過去耦電容0.047F、0.02F與VSS(VAG)相連。數字電壓表基本組成結構框圖：計數器量程開關基準參考電壓邏輯控制AD轉換時鐘源七段譯碼驅動數字顯示圖11元器件選擇：MC14433 3 12數字電壓表元器件明細表序號名稱型號單

13、位數量備注13 12AD轉換器MC14433片12到七段鎖存譯碼驅動器CD4511片13七路達林頓驅動陣列MC1413片14基準電源MC1403片15CC4051片1674LS194片17LM324片18LED數碼管個4共陰極9電阻個若干10電容個若干表11方案2總體設計：本方案采用CC14433 312位DVM電路，CC14433用來實現A/D轉換、計數和控制邏輯等主要功能。芯片MC1403則為CC14433提供的基準電壓，由555定時器及整流濾波組成的負電源產生電路為CC14433提供其芯片內部模擬電路作用負電源Vee電壓。接通整機電源Vdd后，將待測模擬信號電壓U1a輸入至CC14433

14、的Vx（3）端，經芯片內部進行A/D轉換后，變成相應的BCD碼從CC14433的Q3Q0（2320）端輸出，再經外接CC4511譯碼后驅動四位LED七段數碼管LDD580。同時，CC14433還依次輸出四個與Q3Q0同步的位選通信號DS1DS4，該信號經達林頓反相驅動器反相后再分別接至四個數碼管陰極，與CC4511輸出的七段譯碼驅動信號相配合，使相應的數碼管分時輪流選通而顯示各自對應的十進制數字其電路原理簡圖為：模擬輸入譯碼驅動負電源模數轉換器基準電壓動態掃描數碼顯示圖21摸/數轉換器 由CC14433芯片構成，它是將輸入的模擬電壓轉換成四位二進制BCD碼，CC14433是CMOS工藝312位

15、雙積分單片ADC，它采用了大規模集成電路技術，主要完成A/D轉換和相應的控制邏輯功能，其原理框圖及外引腳功能圖為圖22VAG（1腳）：被測電壓VX和基準電壓VR的參考地 VR（2腳）：外接基準電壓（2V或200mV）輸入端VX（3腳）：被測電壓輸入端R1（4腳）、R1 C1（5腳）、C1（6腳）：外接積分阻容元件端C10.1f（聚酯薄膜電容器），R1470K（2V量程）；R127K（200mV量程）。C01（7腳）、C02（8腳）：外接失調補償電容端，典型值0.1f。DU（9腳）：實時顯示控制輸入端。若與EOC（14腳）端連接，則每次A / D轉換均顯示。CP1（10腳）、CPo（11腳）：時

16、鐘振蕩外接電阻端，典型值為470K?；鶞孰妷?CC14433A/D轉換的精度主要取決于基準電壓Vref的精度。選用了模擬集成精密基準電壓器件MC1403，電壓+2V負電源 由定時器NE555及相應R、C元件和整流濾波電路組成，用于為CC14433芯片內部模擬部分提供Vef（-5V）工作電源。譯碼驅動控制 由CC4511BCD七段譯碼器和MC1413達林頓反相驅動器組成，用于將CC14433輸出的BCD碼轉換成顯示驅動信號和動態掃描顯示的逐位控制信號。數字量顯示 由四個七段數碼管LED組成。顯示器工作時，一方面由CC14433的位選通信號DS1DS4依次輸出高電平信號去控制達林頓反相輸出器MC1

17、413選通控制相應的千位、百位、十位和個位數碼管；另一方面，由CC14433的Q3Q0同步依次輸出各位計數器的BCD碼，再通過CC4511輸出的譯碼驅動信號驅動相相應的數碼管顯示出四位十進制數字。MC1413電路結構和引腳排列如圖所示，它采用16引腳的雙列直插式封裝。每一驅動器輸出端均接有一釋放電感負載能量的抑制二極管。元器件選擇：CC14433 3 12數字電壓表元器件明細表序號名稱型號單位數量備注1雙積分單片ADCCC14433塊12BCD七段譯碼器驅動器CC4511塊13精密基準電壓MC1403塊14達林頓反相驅動器MC1413塊25時基電路NE555塊16三3輸入與非門CC4023塊1

18、7雙D觸發器CC4013塊18雙向移位寄存器CC40194塊19三3輸入與門CC4073塊110四異或門CC4070塊111LED七段顯示數碼管LDD580只4共陰極12電阻塊若干13電容塊若干14二極管塊若干表21方案論證：MC14433是摩托羅拉公司推出的3 1/2位A/D轉換器，它集成了雙積分式A/D轉換器所有的CMOS模擬電路和數字電路。相比CC14433而言它外接元件少，輸入阻抗高，功耗低，電源電壓范圍寬，精度高。MC14433312數字電壓表工作過程如下：3 12數字電壓表通過選位信號DS1DS4進行動態掃描顯示，由于MC14433電路的AD轉換結果是采用BCD多路調制方法輸出，配

19、上顯示譯碼器可以將轉換結果以數字方式實現4位數字的LED發光數碼管動態掃描顯示。DSDS4輸出多路調制選通脈沖信號，DS選通脈沖為高電平，則表示對應的位數被選通，此時該位數據在Q0Q3端輸出，每個DS選通脈沖高電平寬度為18個時鐘脈沖周期，兩個相鄰選通脈沖之間時間間隔2個時鐘脈沖周期。DS和EOC的時序關系是在EOC 脈沖結束后，緊接著是DS1輸出正脈沖，以下依次為DS2、DS3和DS4。其中DS1對應最高位，DS4對應最低位。在對應DS2、DS3選通期間，Q0Q3輸出BCD4位數據，既以8421碼方式輸出對應的數字09，在DS1選通期間，Q0Q3輸出千位的半位數0或1，及過量程欠量程和極性標

20、志信號。圖23題目二：3 12數字溫度表方案1方案論證：溫度是日常生活、工業、醫學、環境保護、化工、石油等領域最常遇到的一個物理量。測量溫度的基本方法是使用溫度計直接讀取溫度。半導體二極管作為溫度傳感器的數字顯示電子溫度計，半導體二極管的正向壓降決定與正向電流的大小和環境溫度，當正向電流一定時，正向壓降隨溫度的升高而下降。與其他溫度傳感器相比，在低溫測量方面，二極管溫度傳感器具有靈敏度高線性好簡便的特點。電子溫度計就可以直接測量溫度，得到溫度的數字值，既簡單方便，又直觀準確?？傮w設計：3 12數字溫度表是將模擬量轉換為數字量，并進行數字顯示的系統。3 12數字溫度表表是指十進制數0000199

21、9，其中個、十、百位數字變化范圍0到9，“半位”千位只能是0，1。3 12數字溫度表電路主要由溫度傳感器，放大器，A/D轉換器，LED顯示器，電源等組成。溫度傳感器是把溫度轉換成電壓（或電流）的器件，溫度傳感器輸出電壓的大小隨溫度的高低變化而變化，電壓值的變化范圍從幾個微伏到幾個毫伏。不同的溫度傳感器，輸出電壓的范圍也差別很大。放大器的主要功能是把微弱的溫度電壓信號放大到（02）伏或（05）伏的范圍內，以便進行A/D轉換。A/D轉換器把放大后的模擬溫度電壓信號轉換成對應的數字溫度電壓信號。經過計算處理，得到相應的溫度值，送到LED顯示器以數字形式顯示測量的溫度。LED顯示器用于顯示測量溫度的結

22、果。3 12數字溫度表電路基本組成結構框圖：溫度傳感器A/D轉換器顯示電路圖23電路中，電阻RR二極管VDVD、晶體管VT構成溫度傳感器電路，其中，VD、VD串接作為測溫探頭；RR、VD、VT構成恒流源電路，給測溫探頭提供恒定的正向電流。二極管VD起溫度補償作用，保證恒流的溫度穩定性。ICL7107是單片CMOS31/2位雙積分型A/D轉換器，它包括了線性放大器模擬開關時鐘振蕩器七段譯碼顯示驅動器等部件，可直接驅動共陽極數碼管。ICL7107被設計成雙電源（+5V5V）工作，具有自動校零和極性自動轉換功能。圖中R和C構成振蕩器的振蕩網絡，IC1輸出的千位數百位數十位數個位數之段驅動信號直接連接

23、到四個共陽極LED數碼管，IC2、IC3為IC1及溫度傳感器電路提供穩定的電源。方案2方案論證：最常見到的測量溫度的工具是各種各樣的溫度計，例如，水銀玻璃溫度計，酒精溫度計，熱電偶或熱電阻溫度計等。它們常常以刻度的形式表示溫度的高低，人們必須通過讀取刻度值的多少來測量溫度。總體設計：數字溫度計可利用AD590電流型集成電路溫度傳感器的輸出電流與溫度的關系，采用非平衡電橋法組裝的一臺數字式溫度計。和普通熱力學溫度計相比，它有以下兩個優點：（1）溫度變化引起輸出量的變化呈良好的線性關系。（2）數字顯示,使用簡單方便?！驹怼浚?）AD590是一種新型的電流輸出型溫度傳感器，由多個參數相同的三極管和

24、電阻組成。當該器件的兩引出端加有某一定的直流工作電壓時（A/D轉換器由雙積分型3又1/2位A/D轉換器MC14433來完成。因為溫度的變化具有慣性，變化緩慢，MC14433的轉換速度完全可以滿足溫度測量的要求。MC14433的方框圖和引腳如圖3所示，它是單片CMOSA/D轉換器,它采用雙積分原理實現A/D轉換。因為轉換后的數字量有三位十進制數，而最高位只能輸出或，故稱為又1/2位A/D轉換器該電路需要外接積分電阻和電容，外接失調補償電容C。該電路具有自動調零、自動極性轉換功能，它精度高、功耗低、使用方便并能與微機或其他數字電路兼容。六總結和體會本課程設計敘述了智能溫度計的設計，包括硬件組成和軟

25、件的設計，該系統在硬件設計上主要是通過溫度傳感器對溫度進行采集，把溫度轉換成變化的電壓，然后由放大器將信號放大，通過A/D轉換器，MC14433將模擬溫度電壓信號轉化為對應的數字溫度信號電壓。其硬件設計中最核心的器件是單片機89C51，它一方面控制A/D轉換器實現模擬信號到數字信號的轉換，另一方面，將采集到的數字溫度電壓值經計算機處理得到相應的溫度值，送到LED顯示器，以數字形式顯示測量的溫度。整個系統的軟件編程就是通過匯編語言對單片機MT89C51實現其控制功能。整個系統結構緊湊，簡單可靠，操作靈活，功能強大，性能價格比高，較好的滿足了現代農業生產和科研的需要。通過本次的設計，參考了大量的資

26、料，讓我認識到了單片機功能的強大，讓我學到了很多，受益匪淺！作心得與體會】通過這次制作，我更加意識到了實踐的重要性?？此埔粋€簡單的溫度計，電路也比較簡單。但在實際制作過程中，學習電焊，盒蓋的開孔，各個電子元件的布置，對故障的分析和排除，都需要付出努力，要求較強的動手能力。同時，它培養了通過思考解決問題的能力，使得我對科學實踐有了更深的認識，是我的又一次很好的實踐。我也為老師的兢兢業業的敬業精神所感動！等特點，并且具有自動校零和自動極性轉換功能，只要外接少量的阻容件即可構成一個完整的A/D轉換器，其主要功能特性如下：精度：讀數的±0.05%±1字模擬電壓輸入量程：1.999V

27、和199.9mV兩檔采用字位動態掃描BCD碼輸出方式，即千、百、十、個位BCD碼分時在Q0Q3輪流輸出，同時在DS1DS4端輸出同步字位選通脈沖，很方便實現LED的動態顯示。一、測溫探頭的工作原理如圖所示的電路中，電阻R1-R3二極管V1V3,三極管V1構成溫度傳感器電路。其中，VD1,VD2串接作為測溫探頭，R1-R3、VD3、V1構成恒流源電路，給測溫探頭提供恒定的正向電流。 大家知道，半導體二極管的正向電壓降取決于正向電流的大小和溫度，當正向電流一定時，正向壓降隨溫度的升高而下降。對于普通的硅二極管1N4148而言，具有約2.1mV/的溫度系數，當兩個1N4148串接時，總的正向壓降與溫

28、度的關系約為4.2mV。理論和實降都已證明，在50150的范圍內，二極管的測溫精度可達±0.1。與其它溫度傳感器相比，二極管的溫度傳感器具有靈敏度高、線性好、簡便的特點。而且當二極管的正向電流和溫度一定的情況下，其正向壓降是非常穩定的。二、測溫顯示原理 測量探頭把待測溫度轉換為相應的電壓后，因為要實現溫度的數字顯示，就必須有模擬數字轉換裝置。在本電路中，是以Motorola公司生產的A/D轉換器MC14433為核心。 MC14433是單片CMOS3 12雙積分型A/D轉換器，該A/D轉換器的轉換精度高達±0.05%±1字；轉換速率為225次秒；輸入阻抗大于1000

29、M歐；外圍元件少，電路結構簡單；量程為1.999V和199.9mV兩檔；輸出8421BCD代碼，經譯碼后實際LED動態掃描顯示。MC14433的第2腳為外接基準電壓Vref輸入端；第3 腳為被測電壓Vin輸入端；第1腳為模擬地，此端為高阻輸入端，是被測電壓和基準電壓的地；第15腳為過量程輸出標志端OR，平時OR為高電平，當|Vin|>Vref即超過量程時，OR為低電平。被測電壓Vin與其準電壓Vin與基準電壓Vref成下列比例關系（當小數點定位于4個LED數碼管的十位數時）：輸出讀數VinVref×199.9因為MC14433以掃描方式輸出數據，所以只需要用一個譯碼器就能驅動4

30、只共陰極LED數碼管，其中千位數的數碼管只接“b、c”兩段。4個LED數碼管的公共陰級分別由MC1413中的4個達林頓復合晶體管驅動。負號由千位數的LED數碼管“g段”來顯示，顯示負號的“g段”由MC14433的Q2控制，當輸入負電壓時（對應溫度為0以下），Q2“0”，顯示負號的“g段”通過R15歐電阻點亮；當輸入正電壓時（對應溫度為0以上），Q2“1”使MC1413的另一個達林頓復合晶體管把流過R15的電流旁路到地，使顯示負號的“g段”熄滅。 小數點固定在十位數的LED數碼管，通過R16給小數點“dp”提供電流，使小數點“dp”點亮。最早的溫度計是在1593年由意大利科學家伽利略發明的。他的

31、第一只溫度計是一根一端敞口的玻璃管，另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱，然后把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化，玻璃管中的水面就會上下移動，根據移動的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。這種溫度計，受外界大氣壓強等環境因素的影響較大，所以測量誤差大。荷蘭人華倫海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水銀作為測量物質，制造了更精確的溫度計。把一定濃度的鹽水凝固時的溫度定為0，把純水凝固時的溫度定為32，把標準大氣壓下水沸騰的溫度定為212，用代表華氏溫度，這就是華氏溫度計。 2.研究意義本設計所介紹的數字溫度計與傳統的溫度計相比，具有讀數方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸出溫度采用

32、數字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用。它具有結構簡單,不需外接元件,采用一根I/ O 數據線既可供電又可傳輸數據、并可由用戶設置溫度報警界限等特點,可廣泛用于食品庫、冷庫、糧庫等需要控制溫度的地方。目前,該產品已在溫控系統中得到廣泛的應用。設計是測溫電路，使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉換后，就可以用單片機進行數據的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來溫度是非電量模擬信號，數字顯示溫度就必須將這一非電量信號轉換成電量（電壓或電流），然后將模擬電信號經A/D轉換器轉換成數字信號，最后經譯碼顯示器顯示溫度值。硬件

33、部分設計包括：A/D轉換電路、測溫電路、顯示電路、傳感器電路及測溫電路與單片機的接口、顯示電路與單片機的接口等組成的。 溫度是非電量模擬信號，數字顯示溫度就必須將這一非電量信號轉換成電量（電壓或電流），然后將模擬電信號經ADC轉換成數字信號，最后經譯碼顯示器顯示溫度值。溫度傳感器精密放大器A/D轉換器譯碼顯示電路數字溫度計框圖溫度傳感元件較多，如熱敏電阻、熱電偶、溫敏二極管、溫敏三極管等。比如溫敏三極管在溫度發生變化時be結的溫度系數為2mV/°C，利用這個特性可以測出環境溫度的變化。但由于在0°C時溫敏三極管be結存在的電壓vbe不等于零，因此需要設計一個調零電路，使溫敏

34、三極管在0°C時的輸出為零，使顯示器的讀數也為零。當環境溫度上升到100°C時，溫敏三極管be結的電壓增加到200mV，這時應使電路的輸出顯示讀數為100。一般只需要調好0°C和滿度，輸出讀數與溫度就能對應。設計要求：溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它與人們的生活密切相關。傳統的溫度計有著太多的自身局限性，從而制約了它在眾多領域中的應用。數字式溫度計的出現，使得這些問題迎刃而解，它不僅拓寬了溫度計的應用范圍，而且具有實時性、準確性、高效性等特點。本次數字溫度計的設計主要是利用PN結隨溫度的變化，電壓變化的基本原理而制成的。在溫度變化的情況下，PN結上取得的電壓相應

35、的發生變化，信號通過LM358集成放大器放大，放大的模擬信號再輸入到ICL7107CPL（3.5位的模數轉換器），轉化成數字信號輸出，通過數碼管顯示，以達到對溫度測量的目的。（1）溫度是一種典型的模擬信號，用數字電路來進行檢測就必須將這一非電量先變成電（電壓或電流），然后將模擬電信號經A/D電路變換成數字信號，經譯碼顯示而得到對應的數字。實現溫度值到電量的傳感元件很多，如熱電阻、熱電偶、熱敏電阻、溫敏二極管及溫敏三極管等。比如溫敏晶體管在溫度發生變化時,be結的溫度系數為-2mV/C，利用這個特性可以測出環境溫度的變化。但由于在0度時溫敏晶體管的be結存在一個電壓Vbe，因而需要設計一個調零電

36、路，使溫敏晶體管在0度時的輸出為零，即使顯示器的讀數為零。當環境溫度上升到200度時，溫敏管be結的壓降會增加為-400mV，這時應使電路的輸出顯示讀數為200。一般只要調整好0度和滿刻度，輸出讀數與溫度就能對應。（2）實現 7/2位數字輸出的A/D電路MC1443，如前所述這種芯片的輸入模擬量為0200V，因而要將來自傳感器的0400mV的低壓信號進行放大。如果采用CC7107A/D轉換器組成數字電壓表，則被測電壓Vin與參考電壓Vref之間滿足下式： 輸出讀數=2000Vin/Vref利用Vin和Vref之間的比例關系，調節Vref可以使滿刻度時的輸出數字和輸入信號Vin對應。其

37、基本工作電路（圖一）包括取樣電路、電壓比較器、模擬開關、積分器、放大器、A/D轉換電路、控制電路、顯示電路、穩壓電源。具有較高的精度和穩定性，操作簡便用于維修醫用線設備的毫安秒表由外殼、積分器、模數轉換器、顯示器和單片微機電路組成。其中：積分器的積分電容并接模擬開關，積分器的輸出接模數轉換器的模擬信號輸入端，后者的數據輸出口和轉換結束輸出腳分別接單片微機電路的數據輸入口和檢測輸入腳，單片微機電路的數據輸出口接顯示器，其兩個控制腳分別接模擬開關的控制端和模數轉換器的啟動轉換腳。它可連續測量、存儲和顯示線設備的值。該測溫儀由數字式溫度傳感器、單穩態定時電路、計數電路、譯碼與LED數碼管顯示電路等組

38、成。測溫范圍為050，精度為0.1，數字顯示。根據SWC數字式溫度傳感器的測溫原理，將溫度轉換為數字量，以其輸出的串行脈沖個數表示其所測溫度數。標定每個脈沖表示0.1的溫度增量，則050應對應輸出0500個脈沖，他的轉換速度應小于50 ms，電源電壓為12 V。定時電路產生的定時寬度為50 ms的閘門脈沖電壓，一路經微分電路對計數器進行清零，另一路直接加至數字式溫度傳感器SWC的K端，溫度采集驅動后，即輸出串行脈沖，經放大電路放大后，計數電路對其進行計數，再經譯碼器譯碼輸出驅動共陰極LED數碼管，進行動態顯示。設計原理圖如圖1所示。2 電路設計2.1 單穩態觸發電路該電路主要由NE555和R2

39、，C1等組成，如圖2所示。其閾值電平Vth1=2VDD3=9 V，觸發電平Vth2=VDD3=4 V。接通電源后，+VDD經R1加到2腳，使V2=VDD>Vth2，而定時電容C1的電壓為零，使V6=0<Vth1定時器保持初始復位狀態，輸出端3腳為低電平。當按一下啟動按鈕開關AN時，2腳接地，使V2=0<Vth2，觸發定時器從復位狀態轉變為置位狀態，輸出端3腳變為高電平(定時寬度為。同時+VDD經R2給C1充電，Vc1上升到使Vc1=V6=Vth1時，定時器又從置位狀態變為復位狀態，3腳變為低電平。環境溫度對工業、農業、商業和人們的日常生活都有很大的影響，而溫度的測量也就成為人

40、們生產生活中一項必不可少的工作。傳統的測溫儀測量費時，準確度也較低，本文采用SWC溫度傳感器設計了一種數字測溫儀，利用他可以快速、準確地測得溫度。1 設計思想該測溫儀由數字式溫度傳感器、單穩態定時電路、計數電路、譯碼與LED數碼管顯示電路等組成。測溫范圍為050，精度為0.1，數字顯示。根據SWC數字式溫度傳感器的測溫原理，將溫度轉換為數字量，以其輸出的串行脈沖個數表示其所測溫度數。標定每個脈沖表示0.1的溫度增量，則050應對應輸出0500個脈沖，他的轉換速度應小于50 ms，電源電壓為12 V。定時電路產生的定時寬度為50 ms的閘門脈沖電壓，一路經微分電路對計數器進行清零，另一路直接加至數字式溫度傳感器SWC的K端，溫度采集驅動后，即輸出串行脈沖，經放大電路放大后，計數電路對其進行計數，再經譯碼器譯碼輸出驅動共陰極LED數碼管，進行動態顯示。設計原理圖如圖1所示。2 電路設計2.1 單穩態觸發電路該電路主要由NE555和R2，C1等組成，如圖2所示。其閾值電平Vth1=2VDD3=9 V，觸發電平Vth2