3位半數(shù)字顯示溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案(已修改)
2025-05-14 18:44 本頁面
【正文】 13 位半數(shù)字顯示溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案一、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求: 設(shè)計(jì)任務(wù)： LM35， 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示器設(shè)計(jì) 一個(gè)日常溫度數(shù)字溫度計(jì)。 課程目標(biāo)：? 加深對(duì)以上三門課程所學(xué)內(nèi)容的理解；? 能夠在設(shè)計(jì)中綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題；? 初步掌握工程設(shè)計(jì)的一般方法，具備一定的工程設(shè)計(jì)能力。? 4．培養(yǎng)獨(dú)立思考和獨(dú)立解決問題的能力，培養(yǎng)科學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng) 。 標(biāo)及技術(shù)要求：? ①溫度顯示范圍：0℃~50℃；? ②數(shù)字顯示分辨率：℃；? ③精度誤差≤℃；? ④電路工作電源可在 5~9V 范圍內(nèi)工作. 二、 設(shè)計(jì)方案及比較（設(shè)計(jì)可行性分析）：方案思路一基于 LM35 芯片以 51 單片機(jī)作為核心的三位半數(shù)字顯示溫度計(jì)：外接一個(gè)溫度采集 LM35,根據(jù)采集器的輸出參數(shù)特性利用 TX1C 開發(fā)板編程相關(guān)程序直接處理溫度信息并將處理結(jié)果顯示在開發(fā)板自帶的液晶屏上2132方案思路二基于 LM35 芯片以 ICL7106 作為核心的三位半數(shù)字顯示溫度計(jì):1. 模擬信號(hào)采集部分：LM35 采集溫度信息轉(zhuǎn)化為可處理的模擬信號(hào)并將該信號(hào)輸入至數(shù)模轉(zhuǎn)換部分2. 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分: 用 ICL7106 芯片以及相關(guān)原件組成的外圍電路組成一個(gè)直流電壓測量電路或一個(gè)數(shù)字電壓表，利用 ICL7106 將模擬部分輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并通過7106 自帶的 BCD 譯碼器輸出液晶屏所需輸入信號(hào)3. 液晶屏顯示部分：液晶屏鏈接 ICL7106 對(duì)應(yīng)的輸出接口輸入顯示信號(hào)，顯示該數(shù)字電壓表的測量值以達(dá)到溫度信號(hào)的 3 位半數(shù)字顯示效果.方案思路三基于 LM35 芯片以 ICL7107 作為核心的三位半數(shù)字顯示溫度計(jì):1. 模擬信號(hào)采集部分：LM35 采集溫度信息轉(zhuǎn)化為可處理的模擬信號(hào)并將該信號(hào)輸入至數(shù)模轉(zhuǎn)換部分2. 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分: 用 ICL7107 芯片以及相關(guān)原件組成的外圍電路組成一個(gè)直流電壓測量電路或一個(gè)數(shù)字電壓表，利用 ICL7107 將模擬部分輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并通過7107 自帶的 BCD 譯碼器輸出數(shù)碼管所需輸入信號(hào)3. 數(shù)碼管顯示部分：液晶屏鏈接 ICL7107 對(duì)應(yīng)的輸出接口輸入顯示信號(hào)，顯示該數(shù)字電壓表的測量值以達(dá)到溫度信號(hào)的 3 位半數(shù)字顯示效果.多方案的分析以及最優(yōu)方案的選擇與取舍: 方案一的核心是單片機(jī)的實(shí)踐使用,但考慮到本次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)包括了學(xué)習(xí)查閱相關(guān)工作手冊(cè)以懂得 IC 芯片的使用方法，電路仿真,CAD 軟件的使用，掌握一定的電子安裝工藝，以及常用電子元器件的技術(shù)參數(shù)選擇等，殊認(rèn)為雖然選擇方案一也能學(xué)習(xí)到很多，但選擇方案二或方案三則更能體會(huì)到本次課程設(shè)計(jì)中包含的精髓. 方案二與方案二的區(qū)別在于 ICL7107 以及 ICL7106 芯片的選擇以及相對(duì)應(yīng)顯示原件 對(duì)應(yīng)的編碼輸出驅(qū)動(dòng)的是數(shù)碼管，而 ICL7106 對(duì)應(yīng)的面碼輸出驅(qū)動(dòng)的是液 7107 與 7106 ,能耗更低，而且液晶顯示為背光顯示，在光線強(qiáng)度較高的情況下，顯示效果較差,考慮到該溫度計(jì)在日常使用中經(jīng)常會(huì)遇到日光照射的情況，所以最終選擇的顯示原件是 LED 數(shù)碼管,對(duì)應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片為ICL7107，即方案選擇為“案思路二基于 LM35 芯片以 ICL7107 作為核心的三位半數(shù)字顯示溫度計(jì):”3三、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體思路 準(zhǔn)備以及預(yù)設(shè)計(jì)方案就可以得到大致的原理框圖. ，參考各芯片的工作手冊(cè)設(shè)計(jì)芯片的偏置電路，外圍電路參 Multism(protues)仿真修改得到最終電路原理圖 ，根據(jù)實(shí)際購得的大小以及所需孔數(shù)設(shè)計(jì)電路布線圖. . 5 最終調(diào)試產(chǎn)品并做最終修改. 四、 系統(tǒng)原理框圖及工作原理分析系統(tǒng)原理框圖:雙積分A/D轉(zhuǎn)換電路計(jì)數(shù)器 鎖存器 譯碼器 驅(qū)動(dòng)電路控制邏輯電路4分頻電路顯示器(4位LED數(shù)碼管)外圍震蕩電路A/D轉(zhuǎn)換電路（ICL7107 ）溫度傳感器(LM35)模擬信號(hào)采集系統(tǒng)顯示系統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)工作原理分析:4 溫度傳感器將感受到外界的溫度經(jīng)傳感器內(nèi)部電路處理后輸出一個(gè)與外界攝氏溫度成線性比例的電壓信號(hào)。此信號(hào)差動(dòng)輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器，A/D 轉(zhuǎn)換器的雙積分器輸出信號(hào)通過控制邏輯電路向數(shù)據(jù)鎖存器發(fā)出一個(gè)鎖存信號(hào)，鎖存器將計(jì)
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