武汉理工模电课设 -温度检测显示器：.doc

课程设计任务书 学生姓名： 岳朋杰 专业班级： 电信1204 指导教师： 曾 刚 工作单位： 信息工程学院 题 目：温度检测显示器 初始条件： 具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、检测区间为四段：A. 温度 B. 温度 C.温度 D. 温度 ，要求对每段作出段位显示 2、测量误差 3、标准检测点为： 4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书 时间安排： 一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录 摘要 1 1.概述 2 2.电路设计 3 2.1总体方案选择与系统结构 3 2.2 温度—电压转换部分 4 2.2.1 NTC热敏电阻温度特性 4 2.2.2输出电压与温度的关系 6 2.2.3元件参数的确定 6 2.3监测点惠斯通电桥电路 7 2.3.1各分压电阻的理论计算 7 2.3.2各电阻阻值的确定 9 2.4电压比较部分 10 2.4.1运放电源负载的确定 10 2.4.2自激振荡的解决方法 10 2.5 发光二级管显示 10 2.5.1发光二极管简介 10 2.5.2限流电阻的确定 11 3.电路仿真及调试 12 3.1电路原理图及仿真 12 3.2实物焊接及调试过程 15 3.3结果与数据处理 18 心得体会 20 参考文献 21 本科生课程设计成绩测定表 22 摘要 温度检测在我们生活中是到处都要用到的，各种自动温控装置都包含着温度检测这一知识，而且，温度检测控制也是很重要的，比如鱼池水温自动控制系统，浴室水温自动检测控制系统，等等一些生活中的小事都离不开温度的检测，我们天天用的电脑，在运转过程中也会产生很多热量，传递给自身的某些部件，若是温度过高，很可能会损坏相关器件，因此，检测温度将是一项很重要的工作。在我们日常生活中，用到电子产品的地方简直多不胜数，每一件电子产品都涉及了很多的模拟电路知识，因此模拟电路知识也是很重要的。本次的课程涉及便要通过所学的模拟电路知识运用NTC热敏电阻做一个简易的温度检测显示器。 1.概述 　　本实验要求设计一个可以检查温度区间的简单电路，我们便想到了用电压比较器比较电压信号输出来使发光二极管发光，从而来区分不同温度等级。大体的设计思路就是这样。这个电路比较简单。运用惠斯通电桥原理，首先是几组电阻跟温敏电阻通过分压实现电位比较，把比较的两种电位输给运算放大器的两输入端子，再通过放大器放大信号输送给发光二级管。放大器我们选择了LM324运算放大器，因为该型号市场上比较常见，在各大网站上，而且输出稳定，选用它是比较合适的。在完成最后设计之前还得用Proteus软件 。 在一切准备工作做好之后，便可按照流程一步步来完成此次设计，如图1-1是设计流程图。 图1-1 设计流程图 2.电路设计 2.1总体方案选择与系统结构 方案一： 采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。便于单片机处理及控制，节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好，在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C51构成的温度装置，它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号，根据序列号可访问不同的器件。这样一条总线上可挂接多个DS18B20传感器，实现多点温度测量，轻松的组建传感网络。 方案二： 采用NTC热敏电阻与基准电阻构成惠斯通电桥。NTC热敏电阻的测量范围一般为-10～+300℃。利用热敏电阻制作的电子温度计的精度可以达到0.1℃，感温时间可少至10s以下。它不仅适用于粮仓测温仪，同时也可应用于食品储存、医药卫生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度测量。 显然基准电阻的价格比基准电压便宜多了，而且稳定性和精度更高。尽管NTC热敏电阻是非线性元件会带来一定的系统误差，但实际上只要通过合适的基准电阻值设定，结果对系统影响并不大，满足符合题目要求。 综合考虑选择方案二作为本次电路设计解决方案。 根据题目要求，本电路主要由温度---电压转换部分、监测点可调基准电位部分、电压比较部分及LED四段显示部分组成，系统结构如图2-1-1所示。 图2-1-1 系统结构图 2.2 温度—电压转换部分