【文章內(nèi)容簡介】 Q0同步依次輸出各位計數(shù)器的 BCD 碼，再通過 CC4511 輸出的譯碼驅(qū)動信號驅(qū)動相相應(yīng)的數(shù)碼管顯示出四位十進制數(shù)字。 MC1413 電路結(jié)構(gòu)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(qū)動器輸出端均接有一釋放電感負載能量的抑制二極管。 電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書 11 元器件選擇： CC14433 3 1／ 2 數(shù)字電壓表元器件明細表 序號 名稱 型號 單位 數(shù)量 備注 1 雙積分單片ADC CC14433 塊 1 2 BCD 七段譯碼器／驅(qū)動器 CC4511 塊 1 3 精密基準電壓 MC1403 塊 1 4 達林頓反相驅(qū)動器 MC1413 塊 2 5 時基電路 NE555 塊 1 6 三 — 3 輸入與非門 CC4023 塊 1 7 雙 D 觸發(fā)器 CC4013 塊 1 8 雙向移位寄存器 CC40194 塊 1 9 三 — 3 輸入與門 CC4073 塊 1 10 四異或門 CC4070 塊 1 11 LED 七段顯示數(shù)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 2－ 1 方案論證 ： MC14433 是 摩托羅拉 公司推出的 3 1/2 位 A/D 轉(zhuǎn)換器， 它 集成了雙積分式A/D 轉(zhuǎn)換器所有的 CMOS 模擬電路和數(shù)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 。 MC144333 1／ 2 數(shù)字電壓表工作過程如下： 3 1／ 2 數(shù)字電壓表通過選位信號 DS1～ DS4 進行動態(tài)掃描顯示，由于MC14433 電路的 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果是采用 BCD 多路調(diào)制方法輸出，配上顯示譯碼器 可以將轉(zhuǎn)換結(jié)果以數(shù)字方式實現(xiàn) 4 位數(shù)字的 LED 發(fā)光數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示。 DS— DS4輸出多路調(diào)制選通脈沖信號， DS 選通脈沖為高電平，則表示對應(yīng)的位數(shù)被選通，此時該位數(shù)據(jù)在 Q0～ Q3 端輸出，每個 DS 選通脈沖高電平寬度為 18 個時鐘脈沖周期，電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書 12 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(guān)系是在 EOC 脈沖結(jié)束后，緊接著是 DS1 輸出正脈沖，以下依次為 DS DS3 和 DS4。其中 DS1對應(yīng)最高位， DS4 對應(yīng)最低位。在對應(yīng) DS DS3 選通期間， Q0～ Q3 輸出 BCD4 位數(shù)據(jù)，既以 8421 碼方式輸出對應(yīng)的 數(shù)字 0～ 9，在 DS1 選通期間， Q0～ Q3 輸出千位的半位數(shù) 0 或 1，及過量程欠量程和極性標志信號。 圖 2－ 3 題目二： 3 1／ 2 數(shù)字溫度表 方案 1 方案論證 ：溫度是日常生活 、 工業(yè) 、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護、化工、石油等領(lǐng)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(dǎo)體二極管作為溫度傳感器的數(shù)字顯示電子溫度計，半導(dǎo)體二極管的正向壓降決定與正向電流的大小和環(huán)境溫度，當(dāng)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(shù)字值，既簡單方便，又直觀準確。 電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書 13 總體設(shè)計： 3 1／ 2 數(shù)字溫度表是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并進行數(shù)字顯示的系統(tǒng)。 3 1／ 2 數(shù)字溫度表表是指十進制數(shù) 0000～ 1999，其中個、十、百位數(shù)字變化范圍 0 到9，“半位”千位只能是 0， 1。 3 1／ 2 數(shù)字溫度表電路主要由溫度傳感器，放大器，A/D 轉(zhuǎn)換器， LED 顯示器，電源等組成。溫度傳感器是把溫度轉(zhuǎn)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（ 0— 2）伏或（ 0— 5）伏的范圍內(nèi)，以便進行A/D 轉(zhuǎn)換。 A/D 轉(zhuǎn)換器把放大后的模擬溫度電壓信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字溫度電壓信號。經(jīng)過計算處理，得到相應(yīng)的溫度值，送到 LED 顯示器以數(shù)字形式顯示測量的溫度。 LED 顯示器用于顯示測量溫度的結(jié)果。 3 1／ 2 數(shù)字溫度表電路基本組成結(jié)構(gòu)框圖： 圖 2－ 3 電路中，電阻 R~R 二極管 VD~VD、晶體管 VT 構(gòu)成 溫度傳感器電路，其中， VD、VD 串接作為測溫探頭； R~R、 VD、 VT 構(gòu)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(wěn)定性。 ICL7107 是單片CMOS31/2 位雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器，它包括了線性放大器模擬開關(guān)時鐘振蕩器七段譯碼顯示驅(qū)動器等部件，可直接驅(qū)動共陽極數(shù)碼管。 ICL7107 被設(shè)計成雙電源（ +5V~— 5V）工作，具有自動校零和極性自動轉(zhuǎn)換功能。圖中 R 和 C 構(gòu)成振蕩器的振蕩網(wǎng)絡(luò)， IC1 輸出的千位數(shù)百位數(shù)十位數(shù)個位數(shù)之段驅(qū)動信號直接連接到四個共陽極 LED數(shù)碼管， IC IC3 為 IC1 及溫度傳感器電路提供穩(wěn)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。 溫 度 傳感 器信 號 調(diào) 理電 路A / D 轉(zhuǎn) 換 器L E D 顯 示數(shù) 字 電 壓 表 總體設(shè)計： 數(shù)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(guān)系，采用非平衡電橋法組裝的一臺數(shù)字式溫度計。和普通熱力學(xué)溫度計相比，它有以下兩個優(yōu)點：（ 1）溫度變化引起輸出量的變化呈良好的 線性關(guān)系。（ 2）數(shù)字顯示 ,使用簡單方便。 【原理】（ 1） AD590 是一種溫度傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換器 顯示電路 電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書 14 新型的電流輸出型 溫度傳感器，由多個參數(shù)相同的三極管和電阻組成。當(dāng)該器件的兩引出端加有某一定的直流工作電壓時（ A/D 轉(zhuǎn)換器由雙積分型 3又 1/2 位 A/D轉(zhuǎn)換器 MC14433 來完成。因為溫度的變化具有慣性，變化緩慢， MC14433 的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器 ,它采用雙積分原理實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換。因為轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量有三位十進制數(shù)，而最高位只能輸出０或１，故稱為３又 1/2 位 A/D 轉(zhuǎn)換器．該電路需要外接積分電阻Ｒ和電容Ｃ，外接失調(diào)補償電容 C。該電路具有自動調(diào)零、自動極性轉(zhuǎn)換功能，它精度高、功耗低、使用方便并能與微機或其他數(shù)字電路兼容。 六．總結(jié)和體會 本課程設(shè)計敘述了智能溫度計的設(shè)計，包括硬件組成和軟件的設(shè)計，該系統(tǒng)在硬件設(shè)計上主要是通過溫度傳感器對溫度進行采集，把溫度轉(zhuǎn)換成變化的電壓，然后由放大器將信號放大，通過 A/D 轉(zhuǎn)換器， MC14433 將模擬溫度電壓信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的數(shù)字溫度信號電壓。其硬件設(shè)計中最核心的器件是單片機 89C51，它一方面控制 A/D 轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號 的轉(zhuǎn)換，另一方面，將采集到的數(shù)字溫度電壓值經(jīng)計算機處理得到相應(yīng)的溫度值，送到 LED 顯示器，以數(shù)字形式顯示測量的溫度。整個系統(tǒng)的軟件編程就是通過匯編語言對單片機 MT89C51 實現(xiàn)其控制功能。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，簡單可靠，操作靈活，功能強大，性能價格比高，較好的滿