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《3位半数字显示温度计》

设计报告

广东工业大学课程设计报告

设计题目:____ 3位半数字显示温度计_______ 学院_信息工程学院_专业____班级___ 学号___姓名____(合作者_____)

一、实验目的

1、熟悉温度传感器、A/D转换器、LED或LCD液晶显示器、数码显示器的原理和特点,掌握其实际应用的工作原理与方法。

2、加深对模/数转换工作原理的理解,巩固相关的理论知识。 3、在熟悉数字显示温度计的电路组成与工作原理,掌握相关芯片的作用与使用基础上,培养设计、制作、调试电路等一系列工程设计的能力。

4.掌握相关IC的性能参数及使用方法。培养综合运用模电、数电、传感器等理论知识为实际电路设计的应用能力。

二、设计任务与要求:

(一)设计任务:采用采用温度传感器LM35,3位半A/D转换器、数字显示器

设计一个日常温度数字温度计。 设计要求: (二)产品设计要求:

①温度显示范围:0℃~50℃; ②数字显示分辨率:0.1℃; ③精度误差≤0.5℃;

④电路工作电源可在5~9V范围内工作. (三)实验测试要求:

1.测温度传感器输出曲线,即V/℃曲线; 2.调整电路的参数以及参考电压;

3.用示波器测量A/D转换器的BP、POL管脚波形及输出驱动波形; 4.记录Vin与显示的数值关系;

三、设计方案与比较

方案一:基于单片机的数字温度计设计。器件:单片机,温度传感器,数码管,

电阻,晶振,电容。(或单片机开发板)

优点:温度高低限可自由设定、读出温度后实时显示温度、可以增加许多额外功能等。缺点:单片机需要编程,以现有的单片机知识难以完成设计所需。

方案二: 基于LM35与ICL7107数字显示温度计设计。 器件:LM35芯片、ICL7107

芯片、电阻、电容、数码管等。

优点:符合现有知识(模电、数电及高频知识)及实际设计要求(老师给出的设计要求)、经济实惠、实施简单。

经综合比较,方案一虽然功能强大,但较难实现,方案二最符合实际设计要求,而且设计相对简单,所以决定选择设计方案二。

四、系统设计总体思路

数字温度计电路原理系统方框图如下: 温度 采 样IC 电压放大 AD转换 数码管驱动 LED显示温度 L7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换电路,包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统,可以直接驱动LED数码管,是一块应用非常广泛的集成电路。而LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,且该器件输出电压与摄氏温度成比例。此外,LM35无需外部校准或微调,就可以提供正负0.25摄氏度的常用室温精度。根据这两种主要部件的参数及构造,通过温度传感器LM35采集温度信号,经过整形电路送到A/D转换器,然后通过译码器驱动数码管。

五、系统电路原理分析

1)传感电路(本实验使用的是LM35DZ)

LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。因而,从使用角度来说,LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处。其输出电压与摄氏温呈线性关系,转换公式如式

,0 时输出为0V,每升

高1℃,输出电压增加10mV。在常温下,LM35 不需要额外的校准处理即可达到 ±1/4℃的准确率。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种,其接脚如图所示,正负双电源的供电模式可提供负温度的量测电流约50μA,工作电压较宽,可在4—20V的供电电压范围内正常工作非常省电