數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)

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1、山西大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目名稱：數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：楊桃設(shè)計(jì)時(shí)間:6.20-23課程名稱：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)號(hào)：1472082337設(shè)計(jì)地點(diǎn)：教室一、課程設(shè)計(jì)（論文）目的、任務(wù)和要求1.目的：溫度計(jì)是生產(chǎn)及科學(xué)研究中常用的測(cè)量?jī)x表。本課題要求設(shè)計(jì)一數(shù)字溫度計(jì)，即用數(shù)字顯示被測(cè)溫度。數(shù)字溫度計(jì)不僅讀數(shù)方便，且測(cè)量精確，得到廣泛應(yīng)用。通過設(shè)計(jì)一數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)，使學(xué)生對(duì)模擬及數(shù)字電子技術(shù)理論知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，通過設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)電子技術(shù)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)一步加深理解。加深學(xué)生對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用的結(jié)合。通過設(shè)計(jì)，全面提

2、高學(xué)生分析、判斷、解決問題的能力。使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力、查詢資料能力及書寫報(bào)告能力，有一個(gè)較大的提高，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。2.任務(wù)：（1）設(shè)計(jì)一數(shù)字溫度測(cè)景系統(tǒng)。（2）對(duì)給定的電路原理框圖進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)，分單元進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行必要的計(jì)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(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證。3.要求：（1）數(shù)字溫度測(cè)量系統(tǒng)原理圖。（2）測(cè)量范圍0?200°C。（3）測(cè)量精度0.rC。（4）4位LED數(shù)碼顯示。（5）每一位學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容都應(yīng)根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)、水平及能力獨(dú)立完成，不得存雷同。

3、（6）寫出完整的設(shè)計(jì)報(bào)告。二、要求的設(shè)計(jì)成果（課程設(shè)計(jì)說明書、論文、設(shè)計(jì)實(shí)物、軟件等）1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告。2、設(shè)計(jì)原理圖。3、設(shè)計(jì)程序。4、仿真結(jié)果。三、進(jìn)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(bào)告。四、主要參考資料1.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》張志恒中國(guó)電力出版社2.相關(guān)論文3.模擬電子技術(shù)教材、數(shù)字電子技術(shù)教材、電子元器件手冊(cè)、圖書館、網(wǎng)上及各種可能的渠道查詢各種資料。指導(dǎo)教師：張志恒教學(xué)院長(zhǎng)（系主任）：學(xué)院（系）公章:2016年6月21曰山西大學(xué)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表評(píng)語指導(dǎo)教師:成績(jī)?cè)u(píng)定:項(xiàng)目學(xué)

4、習(xí)態(tài)度知識(shí)運(yùn)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(xué)院（系）公章:一、總體設(shè)計(jì)思想1.基本原理該數(shù)字式溫度測(cè)量系統(tǒng)由采樣電路、比較器、可控吋鐘發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC以及共陽極型LED數(shù)碼管組成。首先對(duì)將溫度信號(hào)通過熱敏電阻進(jìn)行采樣，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，加到比較器上進(jìn)行比較。開始測(cè)量時(shí)比較器輸出為高電平，此時(shí)控制時(shí)鐘發(fā)生器工作正常，因此DAC輸出階梯斜坡不斷上升；同時(shí)LE：D數(shù)碼管也在可控制時(shí)鐘發(fā)生器輸出時(shí)鐘的作用下不斷計(jì)數(shù)。當(dāng)DAC輸出階梯斜坡上升到與電壓信號(hào)一致（或略大于時(shí)），

5、由于比較器輸出從高電平轉(zhuǎn)為低電平，可控制時(shí)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(hào)相對(duì)應(yīng)的溫度值相通。二、各模塊設(shè)計(jì)方案及原理說明1.設(shè)計(jì)框圖溫度采樣比較電路顯示部分?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換電路時(shí)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(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)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(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。溫度采樣是通過熱敏電組和

6、滑動(dòng)變阻器的串連進(jìn)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(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。傳送到下一級(jí)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(dāng)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(shí)，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(hào)和時(shí)鐘脈沖電路信號(hào)通過計(jì)數(shù)器經(jīng)過4.時(shí)鐘脈沖電路施密特觸發(fā)器(74F14D)有兩個(gè)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(hào)電位維持；對(duì)于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號(hào)，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(gè)電子器件交替導(dǎo)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(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在工作時(shí)，電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)，常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘脈沖部分，利用一個(gè)電容，一個(gè)電阻和一個(gè)施密特觸

8、發(fā)器構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，用于產(chǎn)生信號(hào)。和比較電路部分輸出電平構(gòu)成與非關(guān)系，在經(jīng)過一個(gè)施密特觸發(fā)器整形信號(hào)輸出。5.數(shù)模轉(zhuǎn)換電路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，又稱D/A轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱DAC，它是把數(shù)字