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[数字电子技术] 数字温度表设计

  • 简介:第一章 总体方案的设计与选择 1.1方案原理的构思 方案一:用温度传感器、放大器、3(1/2)位A/D转换器和显示器组成的数字温度计,但是它要用到温度敏感的硅热敏晶体管,价格比较贵,所以舍弃。 方案二:用检测电路、AD转换器、比较器和热...
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目录 第一章 总体方案设计与选择
第二章 单元电路设计
第三章 整机电路及说明
第四章 安装与调试
心得体会
附 录 仪器设备清单
元器件明细表
参考文献 参考资料 [1] 《电子系统设计与实践》 杨刚 周群主编 电子出版社2004年1月第一版
[2] 《数字电子技术》 康华光主编 湖南大学出版社2004年8月第一版
[3] 《A/D、D/A转换器接口技术与实用线路》 杨振江主编 西安电子科技大学出版社 1996年11月第一版

简单介绍 摘要
本设计方案主要包括四大部分温度信号检测及放大部分,数字控制部分,A/D和T/V转换部分及数字显示部分。设计的产品为数字显示温度表,设计要求为数字显示测得的温度,测量范围为-50℃~150℃ 分辨率为0.01℃,产生的信号为0~5V控制信号。
整个系统的工作原理为:利用数字逻辑电路首先实现对信号的采集,经过温度传感器及放大电路对信号实现转换变换和处理,然后经数字控制电路送到A/D和T/V变换器,最后通过数字显示器对信号输出显示出测量的温度。整个模拟电路在逻辑电路的控制下,由12个模拟开关的导通和截止状态的组合把一个转换周期分为四个阶段:自校零阶段(AZ)、对被测电压积分采样阶段(INT)、对参考电压回积分阶段(DE)、积分器加零阶段(ZI)。本设计中所涉及到的传感器是我们这学期中所学的集成温度传感器AD590。AD590是以电流作为输出量指示温度,其典型的电流温度灵敏为1UA/K,是二端器件,使用方便,它不需要严格考虑信号损失和噪声干扰问题。
【关键字】
数字温度计;AD590 ;ICL7135;71LS48;NE555;七段显示器
第一章 总体方案的设计与选择
1.1方案原理的构思
方案一:用温度传感器、放大器、3(1/2)位A/D转换器和显示器组成的数字温度计,但是它要用到温度敏感的硅热敏晶体管,价格比较贵,所以舍弃。
方案二:用检测电路、AD转换器、比较器和热电阻传感器组成简易温度控制器,它采用ADC0809、74LS248、74LS85芯片,由于对ADC0809芯片和热电 阻传感器熟悉程度不够,所以放弃。
所以最后决定用以下方案来实行温度控制。
要设计一个数字显示温度表,首先要有信号采集电路,在本设计中,我们采用的电流型温度传感器AD590来构架温度采集系统,采集到的温度信号经过传感器的处理转换成电信号,在这里我们得到的仅仅是微弱的模拟信号,所以我们要将信号进行放大,放大之后还的要转换为数字信号,我们考虑到用三位半A/D转换器ICL7107来完成这个阶段,但是无论从速度还是精度方面来讲,ICL7107都比ICL7135相差很远,且ICL7135输出动态为BCD码扫描形式,其扫描是数据与字位数及ST信号相配合使用,可组成多种形式的数据输出电路,以共显示或计算机采集数据之用。因此我们采用了价格稍贵一点的ICL7135来进行设计。由于转换后的的信号不能被直接显示,所以需要一个译码过程。在这个环节中,我们采用了比较实用的74LS48来进行译码。最后我们用七段LED显示器来进行数字显示。
1.2设计原理框图
根据上述设计思想,绘制了下面的原理框图主要由T/V转换,A/D转换,译码显示,及电源四部分够成。
第二章 单元电路设计与选择
2.1信号采集部分
2.1.1集成温度传感器AD590简介
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。
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