課程設(shè)計---數(shù)字溫度計設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-13 03:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ........................參考文獻(xiàn)............................................設(shè)計任務(wù)與要求、設(shè)計要求溫度計是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中最常用的測量儀表。本課題要求用中小規(guī)模集成芯片設(shè)計并制作一數(shù)字式溫度計，即用數(shù)字顯示被測溫度。具體要求如下：1）測量范圍0～150度。2）。3）4位LED數(shù)碼管顯示。、原理框圖 圖12 原理框圖、主要參考元器件硅熱敏晶體管，LM324，CC7107，電阻及電容若干。方案設(shè)計與論證由設(shè)計和任務(wù)要求可知道，本設(shè)計實(shí)驗(yàn)主要分為四個部分，即傳感器、放大系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及顯示部分。經(jīng)過分析，傳感器可以選擇對溫度比較敏感的器件，做好是在某參數(shù)與溫度成線性關(guān)系，比如硅熱敏晶體管、熱敏電阻等；放大系統(tǒng)可以由集成運(yùn)放組成：A/D轉(zhuǎn)換器需要選擇有LED驅(qū)動顯示功能的，而可供選擇的參考元件有CC7107，CC7117，MC14433等；顯示部分用4位LED數(shù)碼管顯示。方案一：用一個熱敏電阻,通過熱敏電阻把溫度轉(zhuǎn)化為電壓,再得到每一度熱敏電阻的電壓變化值,用LM324運(yùn)放做成乘法器,使電壓乘以一個比例系數(shù),使一度的變化得到一個整數(shù)變化的電壓值,然后送入MC14433A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和數(shù)字顯示.。方案二：用硅熱敏晶體管做傳感器把溫度轉(zhuǎn)化為電壓，在把每一度的電壓變化值通過LM324集成運(yùn)放進(jìn)行放大，使其放大的信號應(yīng)能滿足CC7107數(shù)模轉(zhuǎn)換的要求，進(jìn)行數(shù)字顯示由于MC14433模數(shù)轉(zhuǎn)換器的顯示部分需要驅(qū)動器CD4511，基準(zhǔn)電壓又需要一個MC1403，也就是需要外接的電路和元件相對復(fù)雜和麻煩。而321位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器CC7107是CMOS大規(guī)模集成電路芯片，其片內(nèi)已經(jīng)集成了模擬電路部分和數(shù)字電路部分，所以只要外接少量元件就成了模擬電路和數(shù)字電路部分，所以只要外接少量元件就可實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。單元電路設(shè)計與參數(shù)計算、傳感器部分熱敏晶體管，在溫度發(fā)生變化時，熱敏晶體管的be結(jié)正向的溫度系數(shù)為2mV/℃，即溫度每升高1℃，be結(jié)電壓降低2mv,利用這個特性可以測量溫度。設(shè)置電路圖如圖2所示，采用9V的電源供電，be間的電壓全部反饋的輸入到同相輸入端，運(yùn)放引入了電壓負(fù)反饋，在理想運(yùn)放的條件下，輸出電阻為零，所以可以認(rèn)為電路的輸出Vo為恒壓源。 圖31 傳感圖、放大系統(tǒng)放大系統(tǒng)是把溫度傳感器輸出的弱信號放大，將每一攝氏度對應(yīng)的電壓以整數(shù)輸出，可以利用集成運(yùn)放lm324組成一個同相比例放大電路，由于溫度傳感器輸出的電壓與溫度的線性關(guān)系為2mV/℃，即溫度每升高1℃電壓降低2mV,因此可以使得電壓通過同相比例運(yùn)算電路放大5倍，即1℃對應(yīng)電壓為10mV。通用型低功耗集成四運(yùn)放LM324，內(nèi)含4個獨(dú)立的高增益、頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器，既可接單電源使用(3～30V)，也可接雙電源使用(177?！?77。15V)，驅(qū)動功耗低，可與TTL邏輯電路相容。 圖32 管腳連接圖、A/D轉(zhuǎn)換器1）凋零電路 圖33 凋零電路當(dāng)硅熱敏晶體管置于0攝氏度的溫度下時由于BE管壓降可能使得A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字顯示不為零，因此要設(shè)計一個調(diào)零電路。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計了一
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