数字温度计
摘要温度计在实际生产和人们的生活中都有广泛应用。该设计是数字温度计首先是对总体方案的选择和设计然后通过控制LM35进行温度采集将温度的变化转为电压的变化其次设计电压电路将变化的电压量通过放大系统转化为所需要的电压再通过TC7107将模拟的电压转化为数字量后直接驱动数码管LED对实时温度进行动态显示。最后在Proteus仿真软件中构建了数字温度计仿真电路图仿真结果表明在温度变化时可以通过电压的变化形式传递最终通过3位十进制数显示出来。
关键词温度计电路设计仿真
f目录
1设计任务与要求1
2方案设计与论证1
3单元电路的设计及仿真2
31传感器2
32放大系统2
33AD转换器及数字显示4
4总电路设计及其仿真调试过程6
41总电路设计6
42仿真结果及其分析7
5结论与心得9
6参考文献11
f1设计任务与要求
温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计即用数字显示被测温度。具体要求如下
1测量范围0100度。
2测量精度01度。
33位LED数码管显示。
掌握线性系统的根轨迹、时域和频域分析与计算方法
2掌握线性系统的超前、滞后、滞后超前、一二阶最佳参数、PID等校正方法
3掌握MATLAB线性系统性能分析、校正设计与检验的基本方法。
2方案设计与论证
数字温度计的原理是通过控制传感器进行温度采集将温度的变化转化为电压的变化然后设计电压电路将变化的电压通过放大系统转化为需要的电压再通过AD转换器将模拟的电压转换为数字量后驱动数码管对实时温度进行动态显示。
原理框图如图21所示
图21数字温度计原理框图
由设计任务与要求可知道本设计实验主要分为四个部分即传感器、放大系统、模数转换器以及显示部分。经过分析传感器可以选择对温度比较敏感的器件做好是在某参数与温度成线性关系比如用温敏晶体管构成的集成温度传感器或热敏电阻等放大系统可以由集成运放组成或反相比例运算放大器AD转换器需要选择有LED驱动显示功能的而可供选择的参考元件有ICL7107ICL7106MC14433等显示部分用3位LED数码管显示。
方案一用一个热敏电阻通过热敏电阻把温度转化为电压再得到每一度热敏电
f阻的电压变化值用LM324运放做成乘法器使电压乘以一个比例系数使一度的变化得到一个整数变化的电压值然后送入MC14433AD转换器进行数模转换和数字显示。
方案二用集成温度传感器把温度转化为电压在把每一度的电压变化值通过LM324集成运放进行放大使其放大的信号应能满足ICL7107数模转r