数字式温度计课程设计报告.doc

数字式温度计终期报告电子线路课程设计终期报告——数字式温度计设计一、方案设计系统组成框图：系统各模块电路图及原理：①温度传感器温度传感器采用LM35D温度传感器其管脚图和输出特性图如图所示：用最小二乘法拟合得到关系式U=7.05+10.02t即其灵敏度为10.02mV/℃②信号放大处理电路为了使测量精度更高需要对对LM35D输出信号进行校准处理电路图如下：③A/D转换器A/D转换器采用MC14433其连接方式如图所示：其中MC14433的各引脚说明如下：Pin1（VAG）—模拟地为高科技阻输入端被测电压和基准电压的接入地。Pin2（VR）—基准电压此引脚为外接基准电压的输入端。MC14433只要一个正基准电压即可测量正、负极性的电压。此外VR端只要加上一个大于5个时钟周期的负脉冲（VR）就能够复为至转换周期的起始点。Pin3（Vx）—被测电压的输入端MC14433属于双积分型A/D转换器因而被测电压与基准电压有以下关系：Pin4-Pin6（R1/C1C1）—外接积分元件端。积分电容一般选0.1uF聚脂薄膜电容在2.000V满量程时电阻R1约为470kΩ本设计中需要2.000V的量程所以选择470kΩ的电阻。Pin7、Pin8（C01、C02）—外接失调补偿电容端电容一般也选0.1uF聚脂薄膜电容即可。Pin9（DU）—更新显示控制端此引脚用来控制转换结果的输出。如果在积分器反向积分周期之前DU端输入一个正跳变脉冲该转换周期所得到的结果将被送入输出锁存器经多路开关选择后输出。否则继续输出上一个转换周期所测量的数据。这个作用可用于保存测量数据若不需要保存数据而是直接输出测量数据将DU端与EOC引脚直接短接即可。本设计中不需要保存数据所以直接将DU端与EOC引脚短接。Pin10、Pin11（CLK1、CLK0）—时钟外接元件端MC14433内置了时钟振荡电路对时钟频率要求不高的场合可选择一个电阻即可设定时钟频率时钟频率为66kHz时外接电阻取300kΩ即可。Pin12（VEE—负电源端。VEE是整个电路的电压最低点此引脚的电流约为0.8mA驱动电流并不流经此引脚故对提供此负电压的电源供给电流要求不高。Pin14（EOC）—转换周期结束标志位。每个转换周期结束时EOC将输出一个正脉冲信号。Pin15（）—过量程标志位当|Vx|》VREF时输出为低电平。本设计中最高温度为100℃对应输入电压为1.000V所以|Vx|一般不会大于VREF。Pin16、17、18、19（DS4、DS3、DS2、DS1）—多路选通脉冲输出端。DS1、DS2、DS3和DS4分别对应千位、百位、十位、个位选通信号。当某一位DS信号有效（高电平）时所对应的数据从Q0、Q1、Q2和Q3输出两个选通脉冲之间的间隔为2个时钟周期以保证数据有充分的稳定时间。Pin20、21、22、23（Q0、Q1、Q2、Q3）—BCD码数据输出端。该A/D转换器以BCD码的方式输出通过多路开关分时选通输出个位、十位、百位和千位的BCD数据。Pin24（VDD）—正电源电压端。④31/2位显示电路本模块采用CD4511译码器、MC1413驱动器和七段LED数码管原理图如下：系统整体电路图及原理介绍整个系统的原理图如下：数字式温度计测量原理：首先LM35D温度传感器将温度信号转化为电信号根据其输出特性电信号的范围为0V--1.000V电信号经过调校后输出到MC14433A/D转换器的输入端因为温度传感器的输出和温度是线性关系又有公式所以输出读数和温度也是线性关系比如0℃对应度数000.0、26.3℃对应读数026.3、37℃对应读数037.0、100℃对应读数100.0。这个电信号（模拟）进入A/D转换器后变为数字信号从Q0-Q3输出这时的数字信号为BCD码经过译码器后输入到数码管显示。但是数码管有四个而Q0-Q3只能控制一个数码管那么如何实现四个数码管同时点亮并共同显示温度呢？这个就要靠MC14433A/D转换器了不得不说这是个比较强大的A/D转换器。MC14433的20到23号管脚DS4、DS3、DS2、DS1是多路选通脉冲输出端例如当DS1为高电平时Q0-Q3输出百位的BCD码而DS1通过MC1413选中百位的数码管其他数码管的显示同理。在时钟信号的作用下Q0-Q3轮流输出百、十、个、十分位的BCD码同时DS1-DS4选中对应位的数码管又因为其轮流显示的频率很高所以在人眼看来是四个数码管同时点亮并共同显示温度。调试步骤在万能板上将电路焊好后用万用表测试有短路、开路等然后接入电源先确认各器件有无发热现象然后观察输出结果。在第一次通电时数码管全亮不能正确显示结果于是我们开始排查原因最后发现是MC1413的未接入+5V电源。接入后数码管不显示数字我猜测是因为基准电压未