數(shù)字溫度計設計

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1、山西大學課程設計任務書題目名稱：數(shù)字溫度計設計學生姓名：楊桃設計時間:6.20-23課程名稱：數(shù)字電子技術基礎學號：1472082337設計地點：教室一、課程設計（論文）目的、任務和要求1.目的：溫度計是生產(chǎn)及科學研究中常用的測量儀表。本課題要求設計一數(shù)字溫度計，即用數(shù)字顯示被測溫度。數(shù)字溫度計不僅讀數(shù)方便，且測量精確，得到廣泛應用。通過設計一數(shù)字溫度計系統(tǒng)，使學生對模擬及數(shù)字電子技術理論知識在生產(chǎn)實際中的應用有一個初步的認識，通過設計使學生對電子技術所學的理論知識進一步加深理解。加深學生對所學的理論知識與實際的應用的結合。通過設計，全面提

2、高學生分析、判斷、解決問題的能力。使學生對所學知識的應用能力、查詢資料能力及書寫報告能力，有一個較大的提高，為畢業(yè)設計打下一定的基礎。2.任務：（1）設計一數(shù)字溫度測景系統(tǒng)。（2）對給定的電路原理框圖進行原理圖設計，分單元進行設計。對電路參數(shù)進行必要的計算，選擇元器件參數(shù)。（3）畫出完整的電路原理圖。（4）條件許可時，對設計的電路進行仿真驗證。3.要求：（1）數(shù)字溫度測量系統(tǒng)原理圖。（2）測量范圍0?200°C。（3）測量精度0.rC。（4）4位LED數(shù)碼顯示。（5）每一位學生對設計內(nèi)容都應根據(jù)自己所學知識、水平及能力獨立完成，不得存雷同。

3、（6）寫出完整的設計報告。二、要求的設計成果（課程設計說明書、論文、設計實物、軟件等）1、課程設計報告。2、設計原理圖。3、設計程序。4、仿真結果。三、進程安排6月13口：查資料，確定方案。6月14—160：畫原理圖。6月17日：仿真調(diào)試，寫報告。四、主要參考資料1.《數(shù)字電子技術基礎》張志恒中國電力出版社2.相關論文3.模擬電子技術教材、數(shù)字電子技術教材、電子元器件手冊、圖書館、網(wǎng)上及各種可能的渠道查詢各種資料。指導教師：張志恒教學院長（系主任）：學院（系）公章:2016年6月21曰山西大學課程設計成績評定表評語指導教師:成績評定:項目學

4、習態(tài)度知識運用成果水平創(chuàng)新論文撰寫質(zhì)量總分（10分）（20分）（20分）（10）及規(guī)范化（40分）分值學院（系）公章:一、總體設計思想1.基本原理該數(shù)字式溫度測量系統(tǒng)由采樣電路、比較器、可控吋鐘發(fā)生器、計數(shù)器、數(shù)模轉換器DAC以及共陽極型LED數(shù)碼管組成。首先對將溫度信號通過熱敏電阻進行采樣，將其轉換成電壓信號，加到比較器上進行比較。開始測量時比較器輸出為高電平，此時控制時鐘發(fā)生器工作正常，因此DAC輸出階梯斜坡不斷上升；同時LE：D數(shù)碼管也在可控制時鐘發(fā)生器輸出時鐘的作用下不斷計數(shù)。當DAC輸出階梯斜坡上升到與電壓信號一致（或略大于時），

5、由于比較器輸出從高電平轉為低電平，可控制時鐘發(fā)生器被迫停止工作，因此數(shù)碼管顯示出與電壓信號相對應的溫度值相通。二、各模塊設計方案及原理說明1.設計框圖溫度采樣比較電路顯示部分數(shù)模轉換電路時鐘脈沖電路2.溫度采樣模塊熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（ETC）在溫度越高時電阻值越大，負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時電阻值越低，它們同屬于半導體器件。溫度采樣是通過熱敏電組和

6、滑動變阻器的串連進行采樣，根據(jù)在不同溫度下熱敏電阻不同的阻值，將溫度信號轉換成電壓信號。傳送到下一級比較電路。5V溫度采樣原理圖1.比較電路1、電壓比較器的工作原理：正相輸入端的電位高于反相輸入端，輸出高電平；反相輸入端的電位高于正相輸入端，輸出低電平。2、當反向輸入端電位為固定值，正向輸入端為比較端；正向輸入端為固定值時，反向輸入端就是比較端了。比較器的輸出電平，符合上述規(guī)律比較器比較電路部分，將電壓信號和時鐘脈沖電路信號通過計數(shù)器經(jīng)過4.時鐘脈沖電路施密特觸發(fā)器(74F14D)有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器采用電位

7、觸發(fā)方式，其狀態(tài)由輸入信號電位維持；對于負向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號，施密特觸發(fā)器存不同的閾值電壓。利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個電子器件交替導通與截止，從而自激產(chǎn)生方波輸出的振蕩器。常用作方波發(fā)生器。多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發(fā)生器?！岸嘀C”指矩形波中除Y基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒存穩(wěn)態(tài)，只存兩個暫穩(wěn)態(tài)。在工作時，電路的狀態(tài)在這兩個暫穩(wěn)態(tài)之間自動地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。時鐘脈沖部分，利用一個電容，一個電阻和一個施密特觸

8、發(fā)器構成一個多諧振蕩器，用于產(chǎn)生信號。和比較電路部分輸出電平構成與非關系，在經(jīng)過一個施密特觸發(fā)器整形信號輸出。5.數(shù)模轉換電路數(shù)模轉換器，又稱D/A轉換器，簡稱DAC，它是把數(shù)字