南邮 温度测量仪实验报告.doc

09001717沈健 PAGE \* MERGEFORMAT 30 温度测量仪 摘要 本课题是利用A/D转换设计的一个温度测量仪，利用振荡器的敏感特性，去检测展示的温度。因此，我们必须用模数转换器即A/D转换器把模拟信号转换成数字信号后送入28C64存储器中，再利用显示电路把转换后的数字信号显示出来。整个流程先通过LM35温度传感器进行操作，实现温度采集。在转换的过程中用到芯片ADC0809；最后通过译码器显示出温度；本课程还利用到7485比较器，实现报警功能！ 目录 第一章 技术指标 1.1 系统功能要求 1.2 系统结构要求 1.3 技术指标 1.4 设计条件 第二章 整体方案设计 2.1 数据处理流程分析 2.2 整体方案 第三章 单元电路设计 3.1 温度传感器及其放大电路的设计 3.2 A/D转换电路及数字显示电路的设计 -- 3.2.1 设计思路 3.2.2 数模转换及显示电路 3.3 71KHz方波信号发生器的设计 3.4 超限比较报警电路的设计 3.5 整体电路图 第四章 测试与调试 4.1 数字显示电路的调试 4.2 存储器和数字显示电路的调试 4.3 信号发生器电路的测试 4.4 A/D转换电路及数字显示电路的调试 4.5 超限比较报警电路的调试 第五章 设计小结 5.1 设计任务完成情况 -- 5.2 问题与改进 5.3 心得体会 第一章 技术指标 1.1 系统整体功能要求 温度测量仪能够测量和显示测量的温度值，当温度超过设定的值后，发出超温的指示或报警。报警温度的设定可根据需要自定。 1.2 系统结构要求 温度测量仪的整体框图如图1所示，其中S1为系统复位按键，S2为报警温度设定。 温度测量仪的整体方框图 1.3 技术指标 1、电压指标 （1）温度测量范围：0℃ ～ 99℃ （2）显示精度:1℃ （3）测温灵敏度：20mV/℃ （4）显示采用四位数码管 （5）温度报警采用LED发光二极管或蜂鸣器 （6）报警温度可以任意设定 1.4 设计条件 （1）电源条件：稳压电源0V～15V可调 （2）可供选择的元器件范围下表所示。 型号 名称及功能 数量 LM35 温度传感器 1只 TL084 运算放大器 1片 ADC0809 八路A/D转换器 1片 7448 七段显示译码器 2片 28C64 EEPROM存储器 74157 同相输出四2选1数据选择器 2片 4511 BCD-七段译码器 2片 7485 四位数字比较器 2片 CD4029 可预置可逆计数器 2片 555 定时器 1片 7400 四2输入端与非门 1片 按键开关 1个 无锁开关 1个 自锁开关 1个 各种R、C阻容件及放光二极管自定 第二章 整体方案设计 2.1、数据处理流程分析 温度测量仪顾名思义是通过温度传感器对被测对象的温度变化情况进行测量和监视的，传感器输出的不同电流，经电流-电压变化后放大成不同的模拟电压，再经A/D转换，送入数字电压表，将温度数值显示出来。 温度传感器的原理方框图如下图所示： 温度传感器的原理方框图 温度传感器是温度监测仪的核心部件，它的作用是将温度值转换为电流值。按温度传感器与被测介质的接触方式分为：接触式和非接触式温度传感器两大类。热电阻、热电偶、半导体集成温度传感器都属于接触式温度传感器；红外测温传感器属于非接触式传感器，它通过被测介质的热辐射或热对流达到测温目的。温度传感器的测量范围极广，从零下几百℃到零上几千℃，测温精度又各有不同，要根据测温的具体要求（如测温范围、精度）合理选择合适的温度传感器。 集成温度传感器的输出形式分为电压输出型和电流输出型两种，电压输出型的灵敏度一般为10mV/K，温度为0K时的输出电压为0V，温度为25℃时的输出为：2.9815V。电流输出型的灵敏度一般为1μA/K， 25℃时在1KΩ电阻上的输出电压为：298.15mV。 2.2、 整体方案 整个系统电路在面包板上实现，其中核心模块为A/D转换部分及数字电压表部分，以下将做较详尽考虑。 第三章 单元电路设计 （1） 温度传感器及其放大电路的设计 LM35主要特性： 集成温度传感器LM35具有测温精度高、线性优良、体积小、热容量小、稳定性好、输出电信号大及价格较便宜等优点，LM35灵敏度为10mV/℃,即温度为20℃时，输出电压为：200mV。常温下测温精度为±0.5℃以内，消