實習(xí)（設(shè)計）報告姓名班級學(xué)號實習(xí)（設(shè)計）科目實習(xí)（設(shè)計）地點實習(xí)（設(shè)計）時間江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院印制

實習(xí)（設(shè)計）科目電子技術(shù)綜合課程設(shè)計實習(xí)實習(xí)設(shè)計指導(dǎo)教師姓名職務(wù)所在部門電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院實習(xí)設(shè)計小組成員實習(xí)設(shè)計要求（1）對該課程必須有認真的態(tài)度，設(shè)計實習(xí)期間必須保證出勤；（2）必須有刻苦鉆研精神，認真完成設(shè)計實習(xí)任務(wù)；（3）遵守實驗室的各項規(guī)章制度。不按規(guī)程使用儀器儀表，造成損壞或丟失的，應(yīng)按價賠償。實習(xí)設(shè)計任務(wù)（1）組裝一臺測量電動機轉(zhuǎn)速表；（2）設(shè)計一個綜合電子系統(tǒng)（要求至少用到三個以上芯片）（自選）；（3）用Multisim軟件對設(shè)計的電路進行仿真驗證；（4）設(shè)計實習(xí)結(jié)束后編寫完整的實習(xí)設(shè)計報告。第一篇電子技術(shù)課程綜合設(shè)計——數(shù)字溫度計摘要：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實現(xiàn)，自動化越來越多的走進人們的生活，從高高在上，觸不可及的姿態(tài)但現(xiàn)在逐漸被人們所熟知，所掌握，真正服務(wù)于大眾。數(shù)字溫度計就是基于自動化的一個發(fā)明。傳統(tǒng)的溫度計通常以熱敏電阻為測量元件，雖然成本很低，但它的測量精度有限，測量范圍也有限，甚至存在一定的危險性。而本次設(shè)計的數(shù)字溫度計可以通過溫度傳感器（AD590）感知溫度，再通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，由非電量轉(zhuǎn)換為電量輸出，將溫度量變?yōu)閿?shù)字量，最后由共陰極七段LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)的動態(tài)數(shù)字。人們通過數(shù)碼管顯示的數(shù)字可以直接讀出溫度。具有讀數(shù)直接方便，測量范圍大精度高等特點，被廣泛應(yīng)用于各種日常生活及工業(yè)領(lǐng)域。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1緒論 5設(shè)計數(shù)字溫度計的意義 5主要研究任務(wù)及內(nèi)容 5\o"CurrentDocument"2數(shù)字溫度計設(shè)計過程描述 6描述主要的設(shè)計思路 6總體設(shè)計方案方框圖 6\o"CurrentDocument"各部分電路設(shè)計 7\o"CurrentDocument"3整機電路圖設(shè)計 15整機電路圖 15器件清單 16\o"CurrentDocument"4仿真結(jié)果 16\o"CurrentDocument"5 總結(jié)與體會 17\o"CurrentDocument"參考文獻 181.緒論數(shù)字溫度計設(shè)計的意義：在人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報中溫度的測量都起著極其重要的作用，因此對各種溫度計的研究都有重要的意義。近年來，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫度的測量控制及報警也得到了很大的進步，一系列溫度測量芯片及各種溫度測量裝置如同雨后春筍一般冒出。溫控芯片在工業(yè)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域逐漸發(fā)展、壯大，已經(jīng)形成較為成熟的一門技術(shù)。本次課程設(shè)計是我學(xué)習(xí)電路模電數(shù)電之后的一次小實習(xí)設(shè)計，是電子電路學(xué)習(xí)過程中的一次實踐。實踐出真知，相信本次實踐能讓我學(xué)到很多知識。本次課程設(shè)計用一些已知的芯片搭建一個實用電子產(chǎn)品的雛形，鞏固和加深對于數(shù)電模電的理論知識學(xué)習(xí)和實際操作中的動手能力，訓(xùn)練產(chǎn)品制作的素質(zhì)，為以后的畢業(yè)設(shè)計和工作后可能從事的科研開發(fā)工作打基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容及任務(wù)：設(shè)計一個數(shù)字溫度計，用AD590單片集成兩段式感應(yīng)電流源溫度傳感器對溫度進行采集，采集的電壓經(jīng)過放大電路將信號放大，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在進行模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的同時，還可直接驅(qū)動LED顯示器，將溫度顯示出來；選擇合適的器件，用proteus畫出設(shè)計電路圖;通過仿真實現(xiàn)任務(wù)要求的全部功能。驗收合格后，寫出完整的課程設(shè)計報告。2.數(shù)字溫度計設(shè)計過程描述描述主要的設(shè)計思路本設(shè)計采用AD590單片集成感溫電流源溫度傳感器對溫度進行采集，采集的電壓經(jīng)過放大電路將信號放大，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，，在進行模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的同時，還可直接驅(qū)動LED顯示器，將溫度顯示出來。總體設(shè)計方案框圖圖2.2.1系統(tǒng)方案方框圖原理框圖如上圖所示，由圖可知，數(shù)字溫度計首先采集溫度，然后轉(zhuǎn)換為電壓值，再將其放大，通過A/D轉(zhuǎn)換，驅(qū)動夠共陰極的數(shù)碼管，最后在LED顯示器上顯示出來。各部分電路設(shè)計2.3.1溫度采集圖2.3.1溫度采集分電路AD590測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點溫度差、多點最低溫度、多點平均溫度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場合。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好，常用于測溫和熱電偶的冷端補償。AD590是一恒定源器件，輸出的電流值與它所測的絕對溫度有精確的線性關(guān)系，在攝氏零度（對應(yīng)絕對溫度為273.2K）輸出電流為273.2uA，靈敏度為1uA/K，當(dāng)溫度升高或降低時，輸出電流為1uA/K的增大或減少，從而將被測溫度線性轉(zhuǎn)換為電流形式輸出。在測量電路中，將電流轉(zhuǎn)換成電壓，則可用電壓形式來表示溫度的大小。AD590在攝氏零度時，輸出電流值為273.2uA，它與熱力學(xué)溫度273.2K相對應(yīng)。而人們習(xí)慣用攝氏溫標表示溫度，攝氏溫標與開氏溫標轉(zhuǎn)換關(guān)系即T(K)=273.2+t(℃) (1.1)在信號處理時，將開氏溫度轉(zhuǎn)換為攝氏溫度。AD590的工作電壓可以在4V?30V范圍內(nèi)選用，但某一工作電壓一經(jīng)確定后，應(yīng)盡可能使其穩(wěn)定，因為工作電壓波動將引起AD590輸出電流在一定程度上的相對漂移，造成測量誤差。AD590輸出電流在遠距離傳輸時，雖然它對導(dǎo)線產(chǎn)生的壓降不敏感，但應(yīng)避免傳輸導(dǎo)線回路受電磁干擾影響產(chǎn)生感應(yīng)電動勢而導(dǎo)致回路電流變換，造成測量誤差。2.3.2單穩(wěn)態(tài)電路圖2.3.2單穩(wěn)態(tài)電路芯片圖單穩(wěn)態(tài)電路使用了555芯片。555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555,用CMOS工藝制作的稱為7555,除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅(qū)動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555定時器的管腳功能表如下所示:管腳號功能1接地（GND）2觸發(fā)3輸出4復(fù)位5控制電壓6門限（閾值）7放電8電源電壓（VCC）本次設(shè)計中，555定時器用來產(chǎn)生定時電壓。2號端口接電阻勺，再接至電源電壓，6號接電阻R2，再接至電源電壓。7號則通過一個電容C1接地。4號、8號都直接接電源電壓。1號、5號接地，通過電容C2起到電路的保護作用。產(chǎn)生的定時寬度為td1.1R2C1,加至SWC的K極和計數(shù)器的10、12腳。2.3.4計數(shù)電路圖2.3.3計數(shù)電路芯片圖計數(shù)電路采用了NC14553芯片，是一種三位BCD碼計數(shù)器。對于本次設(shè)計中使用的NC14553來說1cl的輸出經(jīng)C3、&微分后，以正脈沖作為IC2的計數(shù)清零脈沖。SWC的K極加進50ms的閘門脈沖后，即啟動，輸出的串行脈沖，經(jīng)BG1放大后，加到IC2的11腳進行計數(shù)。2.3.5譯碼驅(qū)動643*114IXVAJA圖2.3.4譯碼驅(qū)動芯片圖2.3.5譯碼驅(qū)動643*114IXVAJA圖2.3.4譯碼驅(qū)動芯片圖VnoYFYgYa￥bVc%Ye

CD4511芯片的功能表如下所示:輸入輸出LEBILIDCBAabcdefg顯示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隱01100001111110001100010110000101100101101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱0111111000000消隱111XXXX鎖存鎖存

CD4511芯片的管腳如下所述:A0?A3二進制數(shù)據(jù)輸入端/BI輸出消隱控制端LE數(shù)據(jù)鎖定控制端/LT燈測試端Ya?Yg數(shù)據(jù)輸出端VDD電源正電壓VSS電源負電壓在譯碼驅(qū)動電路中，3、4、16號管腳直接接電源正電壓，5、8號管腳直接接地，9到15號管腳每個引腳都接一個電阻，以驅(qū)動共陰極數(shù)碼管。7號、1號、2號、6號則分別接至MC14533的9號、7號、6號和5號管腳。本次設(shè)計中，IC3采用BCD——七段鎖存/譯碼/驅(qū)動器CD4511，將IC2送出的BCD碼進行譯碼，并驅(qū)動共陰極七段LED數(shù)碼管，進行動態(tài)顯示2.3.6LED顯示器圖2.3.5LED數(shù)碼管每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多。可以將所有數(shù)碼管通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示。將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃〃a,b,c,d,e,f,g,dp〃的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。顯示的數(shù)字就是相應(yīng)的溫度數(shù)值。

3.整機電路圖設(shè)計整機電路圖7pi1d卡7pi1d卡圖3.1.1整機電路圖本次課程設(shè)計采用的是Multisim軟件仿真，如上圖所示的整機電路圖。Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。3.2器件清單4.仿真結(jié)果5.總結(jié)與體會本次課程設(shè)計是設(shè)計一個數(shù)字溫度計。它可以在給定環(huán)境溫度（測量范圍內(nèi)）中測量出溫度讀數(shù)，能達到穩(wěn)定且精確的效果。另由于溫度探頭使用的是AD5890,所以只要將探頭部分放進需要測量溫度的環(huán)境里，這個系統(tǒng)便還可以實現(xiàn)很多領(lǐng)域的溫度自動控制。可以大大提高系統(tǒng)的利用率，避免重復(fù)設(shè)計可以大大節(jié)約其他設(shè)計中的時間精力。本次設(shè)計數(shù)字溫度計使我們進一步鞏固了書本上的知識，做到了學(xué)以致用，另外為了完成這個設(shè)計，我也學(xué)到了很多新知識，特別是單片機及各種芯片。在閱讀大量資料后，根據(jù)書本上的一個簡易設(shè)計刪去了一些設(shè)計，也增加了一些自己的想法。但一開始使用CAD畫整機電路圖，雖然很簡單很輕松，很多元件也可以直接在元件庫中找到，但CAD最大的問題是只能生成PCB板，無法進行仿真模擬。后來改為用Multisim仿真，畫整機電路圖時出現(xiàn)了很多問題。有些元器件都無法從庫中直接尋找到，通過百度一步一步找到，浪費了很多時間精力。最后勉強做出仿真效果，但電路圖已經(jīng)超出了我的學(xué)識，可見以后要多多閱讀，擴寬知識面，爭取見多識廣，還能保留自己的想法。最后，很感謝有這種課程設(shè)計的機會讓我學(xué)會了很多新知識，也大大鍛煉了我的實際動手能力。以后有機會希望還能學(xué)到protues等實用的軟件，并熟練應(yīng)用。參考文獻[1]陳永甫,周琰.555集成電路應(yīng)用800例.電子工業(yè)出版社.1992:2.[2]劉凱，韓紅，楊林等.機電設(shè)備電控與維修.北京理工大學(xué)出版社,2014:8.[3]陳書旺，張秀清，董建杉等.傳感應(yīng)用及電路設(shè)計.化學(xué)工業(yè)出版社,2008:3.[4]呂思忠，施齊云.數(shù)字電路實驗與課程設(shè)計.哈爾濱工程大學(xué)出版社,2001:9.[5]李春明,鄭期彤.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計.清華大學(xué)出版社,2016:6.[6]NigelCook（美）.實用數(shù)字電子技術(shù).清華大