溫度測量與控制電路課程設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-05 15:33本頁面
【正文】 CPP3P2P1P0Q3Q2Q1Q00XX XXX X X X0 0 0 0異步清零10X X↑p3p2p1p0p3p2p1p0同步置數(shù)110 XXX X X X保持?jǐn)?shù)據(jù)保持11X 0XX X X X保持?jǐn)?shù)據(jù)保持111 1↑X X X X十進(jìn)制計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)74LS175D圖2212 74LS175D管腳圖 74LS175D功能表 溫度超限判斷 如圖2213所示，共有8片數(shù)值比較器74LS85，上面四片級聯(lián)用于比較監(jiān)測溫度和設(shè)定的溫度上限的大小，下面四片用于比較監(jiān)測溫度和設(shè)定的溫度下限的大小。開關(guān)常態(tài)接+5V高電平，按下時接地，鎖存器鎖入數(shù)據(jù)。圖中共有8片4位鎖存器74LS175，每4片為一組分別儲存溫度上限和溫度下限的8421BCD碼。接法依然如圖228所示，通過總線SET分別給4片4511BD溫度的百位、十位、個位、小數(shù)位的數(shù)據(jù)，譯碼后就可以直接在LED上顯示。4個CLK時鐘端均分別接一個微動開關(guān)，其彈起時處于低電平，按下時接+5V高電平，當(dāng)進(jìn)行設(shè)置時，通過按動開關(guān)即可手動使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，控制百位、十位、個位、小數(shù)位的數(shù)字。這樣，溫度值即可在數(shù)碼管上十進(jìn)制顯示。與U1U3U32為7段數(shù)碼管，U49為8段數(shù)碼管。圖226 AD轉(zhuǎn)換與二進(jìn)制轉(zhuǎn)8421BCD碼電路圖附本模塊所用芯片信息：281024 1M COMS EEPROM（65536X16）A0~A15：地址輸入端D0~D15：數(shù)據(jù)輸出端圖227 281024管腳圖281024真值表工作模式/CE/OE/WE讀取數(shù)據(jù)001寫入數(shù)據(jù)010禁止1XX 譯碼顯示 百位、十位、個位、小數(shù)位共4組16位8421BCD碼依次輸入給4片4511BD即可把BCD碼轉(zhuǎn)換成七段a~g顯示驅(qū)動信號，在LED數(shù)碼管上進(jìn)行十進(jìn)制顯示。接到譯碼顯示模塊4511BD即可把BCD碼轉(zhuǎn)換成七段a~g顯示驅(qū)動信號，在LED數(shù)碼管上進(jìn)行十進(jìn)制顯示。 低12位A0~A11接對應(yīng)的AD5740的二進(jìn)制輸出端，高4位A12~A15均接地。使用時，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換器采集到不同電壓信號時，把轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制碼迭到EEPROM的地址位，那么與此地址相對應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)就是所求的8421BCD碼格式，從而完成了1450個二進(jìn)制碼溫度值到8421BCD碼的轉(zhuǎn)換。2)、碼制的轉(zhuǎn)換——12位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)8421BCD碼： 通過對電可擦寫只讀存儲器（EEPROM）281024進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)碼到BCD碼的變換。輸出低電平時，AD5740處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，轉(zhuǎn)換時間需要約25μs，T225μs，所以轉(zhuǎn)換器有充分的時間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，保證了轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，滿足要求。由于傳感器部分的輸出電壓Uo滿足，Uo=kT （T代表溫度，單位：℃，K=10 V/℃）即滿足Uo=10T所以參考電壓UREF IN的取值需要滿足UREF IN=k*510，UREF IN的可以通過圖224中所示滑動變阻器R1調(diào)節(jié)。當(dāng)輸出的二進(jìn)制碼為1111 1111 1111，換算為十進(jìn)制數(shù)是5100，經(jīng)過碼制轉(zhuǎn)換后。其與溫度傳感器部分的連接方法是：AGND端與傳感器部分的模擬地端相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的in端連接傳感器的輸出電壓。 [16]. Pin16Pin27(DB0DB11)——12 條數(shù)據(jù)總線，通過這 12 條數(shù)據(jù)總線向外輸出A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。10 V模擬量輸入. 。5 V模擬量輸入。 [11]. Pin11(V)——負(fù)電源輸入端，輸入15V 電源。 [9]. Pin9(AGND)——模擬地端。 [7]. Pin7(V+)——正電源輸入端，輸入+15V電源。 [5]. Pin5( R/C)——讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)控制端。 [4]. Pin4(A0)——字節(jié)地址短周期控制端。 [2]. Pin2(12／8 )——數(shù)據(jù)模式選擇端，通過此引腳可選擇數(shù)據(jù)縱線是12位或8位輸出。芯片工作模式為全速工作模式和單一工作模式。15V 和 5V。10V四種輸入。模擬電壓輸入范圍為0~10V 和0~20V，0~177。1LBS。非線性誤差為小于177。 如圖224所示電路，為了保證溫度的精度（），本設(shè)計(jì)采用AD574的12位轉(zhuǎn)換模式。這一過程成為數(shù)值量化。數(shù)字信號不僅在時間上是離散的，而且在幅度上也是離散的。 采樣就是把一個在時間上連續(xù)的信號變換為在時間上的離散的信號。所以只能在一系列選定的瞬間進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，這樣既要求對輸入的模擬信號先進(jìn)行采樣，然后再把這些采樣值轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字進(jìn)行輸出。c圖223 系統(tǒng)完整框圖 AD轉(zhuǎn)換與解碼1)、AD轉(zhuǎn)換：A/D轉(zhuǎn)換器的功能是在規(guī)定時間內(nèi)把模擬信號在時刻t的幅度值（電壓值）轉(zhuǎn)換為一個相應(yīng)的數(shù)字量。所以采用此方案。來判定溫度是否超限，由數(shù)值比較器輸出高低電平作為指示信號控制報警和溫控執(zhí)行電路。圖221 控制溫度設(shè)定與溫度超限判斷方案一框圖方案二：利用計(jì)數(shù)器和鎖存器精確設(shè)定溫控范圍。 （2）控制溫度設(shè)定與溫度超限判斷部分有兩種方案：方案一： 如圖221所示，通過旋動滑動變阻器獲得不同的分壓代表相應(yīng)的的溫度值，分壓一路通過AD轉(zhuǎn)換顯示設(shè)定溫度，一路經(jīng)過電壓比較器和溫度傳感模塊輸出的進(jìn)行比較，輸出高低電平指示信號控制報警和溫控執(zhí)行模塊。 綜上所述，該方案工作穩(wěn)定性強(qiáng)，不易出錯，所以采用該方案。 經(jīng)分析，數(shù)字顯示與溫度范圍控制模塊的核心主要有兩部分：（1） A/D轉(zhuǎn)換部分 采用集成芯片AD574A 作為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，AD574A 是美國模擬數(shù)字公司（Analog ）推出的單片高速12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙極性電路構(gòu)成的混合集成轉(zhuǎn)換顯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只需外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個完整的A/D 轉(zhuǎn)換器。其具體參數(shù)計(jì)算如下：選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚悼梢杂胁煌姆糯蟊稊?shù)，著有效的增加了此模塊移植性。圖214 溫度傳感模塊電路圖溫度傳感器LM35單端接電源，經(jīng)過同相比例器放大輸出。其電流溫度特性曲線如下圖213所示。在靜止溫度中自低熱效應(yīng)(℃)，單電源模式在25176。其接腳圖如下212（a）、（b）所示?？紤]到各種傳感器的特點(diǎn)、工作溫度以及精度，結(jié)合本次設(shè)計(jì)要求的考慮，決定
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