《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