数字温度计设计资料

实习设计报告 姓名 班级 学号 实习设计科目 实习设计地点 实习设计时间 江苏师范大学科文学院印制江苏师范大学科文学院印制 实习设计 科目 实习 设计 指导 教师 实习 设计 小组 成员 姓名 电子技术综合课程设计实习 职 务所在部门 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 1 对该课程必须有认真的态度，设计实习期间必须保证出勤； 实习 2 必须有刻苦钻研精神，认真完成设计实习任务； 设计 3 遵守实验室的各项规章制度。 不按规程使用仪器仪表， 造成损坏或 要求 丢失的，应按价赔偿。 （1）组装一台测量电动机转速表； 实习 （2）设计一个综合电子系统（要求至少用到三个以上芯片）自选； 设计 （3）用 Multisim 软件对设计的电路进行仿真验证； 任务 （4）设计实习结束后编写完整的实习设计报告。 第一篇第一篇电子技术课程综合设计电子技术课程综合设计 --------数字温度计 摘要摘要 随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现， 自动化越来越多的走进人们的生活，从高高在上，触不可及的姿 态但现在逐渐被人们所熟知，所掌握，真正服务于大众。 数字温度计就是基于自动化的一个发明。传统的温度计通常 以热敏电阻为测量元件，虽然成本很低，但它的测量精度有限， 测量范围也有限，甚至存在一定的危险性。而本次设计的数字温 度计可以通过温度传感器（AD590）感知温度，再通过数模转换， 由非电量转换为电量输出，将温度量变为数字量，最后由共阴极 七段 LED 数码管显示相应的动态数字。人们通过数码管显示的数 字可以直接读出温度。具有读数直接方便，测量范围大精度高等 特点，被广泛应用于各种日常生活及工业领域。 目 录 1 1绪论绪论 5 5 1.1 设计数字温度计的意义.5 5 1.2 主要研究任务及内容.5 5 2 2 数字温度计设计过程描述数字温度计设计过程描述 6 6 2.1 描述主要的设计思路.6 6 2.2 总体设计方案方框图 6 6 2.3 各部分电路设计7 7 3 3整机电路图设计整机电路图设计 1515 3.1整机电路图.1 15 3.2器件清单.1 16 4 4仿真结果仿真结果 .1 16 5 5总结与体会总结与体会1 17 参考文献参考文献 1 18 1.绪论 1.1 数字温度计设计的意义 在人们的日常生活、工业生产、气象预报中温度的测量都起着极其重 要的作用，因此对各种温度计的研究都有重要的意义。 近年来，随着数字技术的发展，温度的测量控制及报警也得到了很大 的进步， 一系列温度测量芯片及各种温度测量装置如同雨后春笋一般冒出。 温控芯片在工业农业等领域逐渐发展、壮大，已经形成较为成熟的一门技 术。 本次课程设计是我学习电路模电数电之后的一次小实习设计，是电子 电路学习过程中的一次实践。实践出真知，相信本次实践能让我学到很多 知识。 本次课程设计用一些已知的芯片搭建一个实用电子产品的雏形，巩固 和加深对于数电模电的理论知识学习和实际操作中的动手能力，训练产品 制作的素质， 为以后的毕业设计和工作后可能从事的科研开发工作打基础。 1.2 主要研究内容及任务 设计一个数字温度计，用AD590 单片集成两段式感应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 显示器，将温度显示出来；选择合适的器件，用proteus 画出设计电路图； 通过仿真实现任务要求的全部功能。验收合格后，写出完整的课程设计报 告。 2.数字温度计设计过程描述 2.1 描述主要的设计思路 本设计采用 AD590 单片集成感温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 显示器，将温 度显示出来。 2.2 总体设计方案框图 LED 度 原理框图如上图所示，由图可知，数字温度计首先采集温度，然后转换为 电压值，再将其放大，通过A/D 转换，驱动够共阴极的数码管，最后在LED 显示器上显示出来。 温 单计 译 稳 数 态 码 显 采 集 电 电驱 示 路 路动 器 图 2.2.1 系统方案方框图 2.3 各部分电路设计 2.3.1 温度采集 图 2.3.1 温度采集分电路 AD590 测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点 平均温度的具体电路，广泛应用于不同的温度控制场合。由于 AD590 精度 高、价格低、不需辅助电源、线性好，常用于测温和热电偶的冷端补偿。 AD590 是一恒定源器件， 输出的电流值与它所测的绝对温度有精确的线 性关系，在摄氏零度（对应绝对温度为 273.2K）输出电流为 273.2uA，灵 敏度为 1 uA/K，当温度升高或降低时，输出电流为1 uA/K 的增大或减少， 从而将被测温度线性转换为电流形式输出。在测量电路中，将电流转换成 电压，则可用电压形式来表示温度的大小。 AD590 在摄氏零度时， 输出电流值为 273.2uA， 它与热力学温度 273.2K - V CC V o i 010k 相对应。而人们习惯用摄氏温标表示温度，摄氏温标与开氏温标转换关系 即 T（K）273.2t℃ .1.1 在信号处理时，将开氏温度转换为摄氏温度。 AD590 的工作电压可以在 4V30V 范围内选用，但某一工作电压一经确 定后，应尽可能使其稳定，因为工作电压波动将引起AD590 输出电流在一 定程度上的相对漂移，造成测量误差。 AD590 输出电流在远距离传输时， 虽然它对导线产生的压降不敏感， 但 应避免传输导线回路受电磁干扰影响产生感应电动势而导致回路电流变 换，造成测量误差。 2.3.2 单稳态电路 图 2.3.2 单稳态电路芯片图 单稳态电路使用了 555 芯片。555 定时器是一种模拟和数字功能相结 合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺 制作的称为 7555， 除单定时器外， 还有对应的双定时器 556/7556。 555 定 时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作， 输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平 兼容。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可 以实现多谐振荡器、 单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制 等方面。 555 定时器的管脚功能表如下所示 管脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 本次设计中，555 定时器用来产生定时电压。2 号端口接电阻R1，再 接至电源电压， 6 号接电阻R2， 再接至电源电压。 7 号则通过一个电容C 1 接 地。4 号、8 号都直接接电源电压。1 号、5 号接地，通过电容C2起到电路 功能 接地（GND） 触发 输出 复位 控制电压 门限（阈值） 放电 电源电压（VCC） 的保护作用。 产生的定时宽度为td1.1