【正文】
溫度顯示電路電路參數(shù)與器件選擇本論文接收和溫度顯示電路中有分頻電路、時鐘電路、計數(shù)電路、輸出顯示電路。當(dāng)LE為低電平時,執(zhí)行送數(shù);反之,執(zhí)行鎖存。同時,IC2B的9腳也為低電平,由前面的分析可知,IC2B此時會將10分頻后的頻率信號由14腳送至IC5的計數(shù)輸入端12腳,1秒鐘(5個IC4的14腳的脈沖)后,IC4的12腳變回高電平,IC5的時鐘抑制恢復(fù)工作,將輸入計數(shù)脈沖禁止,計數(shù)閘門被關(guān)閉,同時保留計數(shù)值。從圖1中IC4的第一個脈沖開始分析,此時IC4的7腳(Q3)輸出高電平,由CR3組成的微分電路使IC5被復(fù)位,同時IC2B的復(fù)位端15腳為高電平“1”,使IC2B各輸出端為低電平“0”狀態(tài),無頻率輸出。由IC4(CD4017)組成時序控制電路,以完成頻率計電路必需的1s閘門、數(shù)據(jù)鎖存、刷新、清零等過程。IC6為BCD—七段譯碼,驅(qū)動三個共陰的數(shù)碼管。當(dāng)三組BCD計數(shù)器的計數(shù)值由“999”變?yōu)椤?00”時。第11腳是時鐘抑制端Dis,當(dāng)Dis端為高時,將輸入計數(shù)脈沖禁止,從而保留原來的計數(shù)值。掃描振蕩頻率可由芯片第4交所接的電容來設(shè)定,作為內(nèi)部時鐘;或由4腳直接輸入外部時鐘。DS1~DS3在任一時刻只有一個為低電平,并周期循環(huán),形成一個三位時序信號。數(shù)字選擇輸出(DS1~DS3)提供與分時輸出同步的控制信號,用以形成動態(tài)顯示方式,低電平有效。三個負(fù)沿觸發(fā)的BCD計數(shù)器一同步工作方式級聯(lián),每個BCD計數(shù)器輸出端都有一個四位鎖存器,通過10腳閉鎖使能端(LE)的控制,對計數(shù)結(jié)果加以儲存或轉(zhuǎn)送;LE為高電平時,執(zhí)行鎖存;LE為低電平時,執(zhí)行送數(shù)。這里主要由IC5(CD4553)、IC6(CD4511)、D6~DQ2~Q4等組成計數(shù)、顯示電路。大多數(shù)頻率計是通過檢測單位時間(通常取1s)內(nèi)脈沖的個數(shù)來反映被測信號的頻率。3)計數(shù)控制端和輸出顯示電路。為簡化電路,本論文直接從變壓器的次級引入頻率為10Hz的電網(wǎng)頻率信號,經(jīng)IC1C的整形、處理由其10腳輸出50Hz的方波信號,再經(jīng)IC2A進(jìn)行10分頻后得到5Hz的標(biāo)準(zhǔn)信號作為計數(shù)控制電路的時鐘信號?!媸牵敵龅念l率為2550Hz,也就是說在IC1B的4腳此時的輸出頻率為2550Hz,為簡化后面電路的設(shè)計,溫度顯示部分我們采用的是3位顯示,最大顯示數(shù)據(jù)為999,℃就夠用,所以這里對輸入頻率先進(jìn)行10分頻處理,使送入頻率計的顯示的頻率為255Hz,配合小數(shù)點的選擇,正好與實際環(huán)境溫度讀數(shù)吻合。下面分別介紹幾個主要部分的功能和工作原理。第二節(jié) 無線數(shù)顯溫度計接收和溫度顯示電路 接收和溫度顯示電路工作原理下圖34為接收與顯示的電路圖圖34 接收與顯示電路下面將介紹接收與顯示電路的工作原理信號接收信號接受、處理采用CS902接收模塊。該電路的發(fā)射載頻等于SAW的諧振頻率,為315MHz。和組成調(diào)制電路,接在振蕩發(fā)射管的發(fā)射極。它以基本電路為基礎(chǔ)增加了調(diào)制管和電源濾波電路而成的。CS901:內(nèi)部電路如圖33所示。圖32 LM331做成U/f轉(zhuǎn)換電路三極管的選擇在溫度檢測與發(fā)射電路中被LM331轉(zhuǎn)換成的頻率信號并不是很大,所以需要用三極管進(jìn)行放大,直流電增益10to60、功耗電流625mW、頻率150KHZ。在電路圖中可知本報論文中用到的電阻與電容的大小是LM331應(yīng)用電路中的固定搭配,由此可知LM331的應(yīng)用方便了電路的設(shè)計。此芯片也可組成頻率電壓轉(zhuǎn)換電路如圖32所示。電壓頻率轉(zhuǎn)換電路LM331的選擇利用V/F轉(zhuǎn)換器集成電路LM331,外接R、C元件可以組成電壓頻率轉(zhuǎn)換電路。在本論文中選用的是LM35系列的LM35D,它是一種輸出電壓與攝氏溫度成正比的溫度傳感器,其靈敏度為10mV/℃;工作溫度范圍為0~100℃;工作電壓為430V;精度為正負(fù)1;℃;靜態(tài)電流為80181。集成溫度傳感器LM35的選擇LM35系列是電壓輸出型集成溫度傳感器,它的輸出電壓與攝氏溫度線性成比例,LM35不需要外部校準(zhǔn)或微調(diào)就可以提供正負(fù)1/4℃精度,LM35的額定工作溫度范圍為55~+150℃、電源電壓+35V~、輸出電壓為+6V~、輸出電流為10mA。所以在此模塊電路中將用到的元器件有:LM3LM33二極管1N414CS901及一些電容、電阻和電位器。由IC2輸出的表示溫度的頻率信號經(jīng)IC5送到發(fā)射模塊的Q2進(jìn)行調(diào)制,再通過發(fā)射模塊向外發(fā)射信號。比如:當(dāng)溫度為1℃時,LM35D輸出電壓為101=10mV,相應(yīng)的LM331輸出頻率為1010=100Hz;同樣,℃時,LM335輸出電壓為10=255mV,相應(yīng)的LM331輸出頻率為10255=2550Hz。LM331是現(xiàn)在廣泛采用的一種廉價、精密的電壓—頻率轉(zhuǎn)換集成電路。LM35D為集成溫度傳感器,由于采用的是單電源接法,所以可以實現(xiàn)0~150℃內(nèi)的測溫,對應(yīng)的輸出電壓為0~,經(jīng)實測,~,所以這款溫度計的測溫范圍為2~99℃。其檢測與發(fā)射模塊的原理如下。下圖21為無線數(shù)顯溫度計的流程圖,本文將依照流程圖對無線數(shù)顯溫度計進(jìn)行研究。為了滿足本論文與人民生活的需要本論文采用的是第二種設(shè)計方案,本方案設(shè)計簡單、對環(huán)境要求低、更適合本論文的需要。第二節(jié) 無線數(shù)顯溫度計設(shè)計方案的選擇本論文要求設(shè)計的無線數(shù)顯溫度計具有較高的設(shè)計要求,它可將100m以外的溫度信號以無線傳輸?shù)姆绞剿偷斤@示終端進(jìn)行數(shù)字量的溫度顯示。而且此電路設(shè)計簡單,易于控制,方便測量。最后由接收模塊接受并處理、分離出代表溫度高低的頻率信號,并通過一個頻率計電路顯示對應(yīng)的溫度值。此方案的無線數(shù)顯溫度計由溫度檢測、發(fā)射部分和接收顯示兩部分組成。所以為了滿足要求的需要,本論文采用的是用基本元器件組成與傳感器相配合的電路。首先被測溫度通過采集處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換將信號傳輸給單片機(jī);然后,利用了具用抗干擾能力強(qiáng)的射頻發(fā)射及接收模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線雙機(jī)通信;最后,在顯示模塊上顯示測量的溫度。第二章 無線數(shù)顯溫度計的設(shè)計方案第一節(jié) 無線數(shù)顯溫度計設(shè)計方案的論證與比較本論文討論的是無線數(shù)顯溫度計的設(shè)計,為了更好的滿足設(shè)計要求的需要,可采用如下兩種方案。其要求如下:可將100米外的溫度信號以無線傳播的方式送到顯示終端;以數(shù)字形式顯示溫度;~℃;具有檢測,發(fā)射,接受和顯示功能;要求電路盡量簡單實用,易于制作,經(jīng)濟(jì)實用;闡述電路工作原理及組成;說明元器件的選擇及工作特性,相關(guān)參數(shù);根據(jù)實際情況做系統(tǒng)仿真并制作電路板調(diào)試。關(guān)鍵字:無線;數(shù)字顯示;溫度檢測AbstractWith the development of science and technology, temperature measurement and display are widely used in daily life. Because they do notCollected with the environment temperature differences in the way, so for a certain distance of the temperature measurement is particularly difficult. In this paper, the basic design of a set of electronic ponents and wireless data showed the temperature in one of the suitable factories, enterprises and people living with the wireless digital thermometer. This thermometer can be outside the 100m temperature signal to wireless transmission to the display