南邮电子课程设计 - 温度测量仪 - 图文

温度测量仪 摘要

本课题采用lm35传感器作为感知元件，输出电

压经放大后由A/D转换芯片转换成相应地址，送至AT28C64存储芯片输出相应地址的数据，数据经过74157选择，由CD4511负责数码管的译码，最终在两位共阴数码管上进行显示。本课题采用CD4029进行计数预警，采用分位计数的方案，由7485进行比较后判断是否进行温度预警。

关键词：lm35 温度测量 预警 AD0809

目录

第一章 系统指标—————————— 1.1 系统预期指标————————— 1. 2系统结构要求————————— 1.3 系统技术指标要求——————— 1.4 设计条件——————————— 第二章 方案设计—————————— 2.1 方案流程———————————

2.2方案的整体设计———————— 第三章 模块详细设计———————— 3.1传感器及其放大电路模块———— 3.2 A/D及存储器模块———————— 3.3数码管显示模块————————————

3.4计数模块——————————— 3.5 比较判断以及报警模块————— 3.6 显示切换模块————————— 第四章 测试与调试————————— 4.1数字显示电路的调试—————— 4.2 ADC、AT28C64与显示电路的连接调试———————————————— 4.3 NE555频率发生调试—————— 4.4传感器与显示电路的调试———— 4.5报警温度的设定与判断调试——— 第五章 设计总结—————————— 5.1 设计完成情况————————— 5.2 问题与改进——————————

5.3 心得体会———————————

第一章 系统指标

1.1 系统预期指标

系统设计要求该温度测量仪能够显示当前环境温度，并兼有环境温度超温警报功能。预警温度能够手动进行设置。

1.2 系统结构要求

本课题给出的结构框图如下，要求有系统复位开关S1键，报警温度切换设定开关S2键。

图1.2.1

1.3 系统技术指标要求

（1）温度测量范围：0℃~99℃ （2）显示精度：1℃ （3）测温灵敏度：20mv/℃

（4）显示采用四位共阴数码管

（5）温度报警采用LED发光二极管或蜂鸣器 （6）报警温度可以任意设定

1.4 设计条件

（1）电源：0~15V稳压电源可调 （2）可供选择的器件下表所示

各电容、电阻、发光二级管等元件自定。

第二章 方案设计

2.1 方案流程

温度测量仪的本质是将模拟信号转换成数字信号，并进行相应的信息反馈，以达到帮助人们感知环境的目的。所以温度信息必须经过传感器以及A/D转换芯片转换成数字信息再经由数字显示电路显示。另外，由于温度传感器的输出有限，需在传感器后添加一放大器。

超温报警预设电路也需要和数字显示电路进行连结，以显示设定的报警温度。

因此，还需要在数字显示，环境温度输出，以及超温温度设定之间增一切换电路，以切换环境温度和超温设定的显示。 具体流程框图如下： 温 度 传 感 器 放大器 A/D 转 换 存 储 器 报 超 温 判 显 示 切 显 示 电

图2.1.1

其中温度传感器是该课题设计的核心所在，温度

传感器直接影响到测温的精度以及灵敏度。另外温度传感器还分为电流型输出和电压型输出。温度传感器的选择不仅影响整体设计方案的性能，而且对后续电路的设计也有一定程度的影响。

2.2 方案的整体设计

方案采用lm35作为本课题的温度传感器，运放使用TL084，A/D转换芯片采用ADC0809，使用AT28C64作为存储芯片。切换显示电路使用两片74157实现该功能。由CD4511驱动数码管进行显示。温度预警计数由两片CD4029执行。报警判断由两片4位比较器件7485联级成8位比较器进行比较。采用两个LED二极管作为报警信息输出。

第三章 模块详细设计

3.1 传感器及其放大电路模块 （1）传感器lm35

lm35系列是精密集成电路温度传感器，其输出的电压线性地与摄氏温度成正比。是电压型输出的温度传感器，因此后续电路不再需要电流—电压转换器，一定程度上简化了电路的设计。该系列传感器生产制作时已经过校准，输出电压与摄氏温度一一对应，使用极为方便。灵敏度为10.0mV/℃，精度在0.4℃至0.8℃(-55℃至+150℃温度范围内),重复性好，低输出阻抗，线性输出和内部精密校准使其使用起来更加简单与方便。其工作电压为4V~30V，宽工作电压，满足课题设计要求。测温范围为-50℃~+150℃，也符合课题设计要求。

Lm35有多种封装形式，本课题设计采用如下封装

图3.1.1

（2）放大电路的设计

本课题设计要求测温灵敏度为20mv/℃，lm35

器件自身的灵敏度为10mv/℃，因此放大器的放大倍数应达到2倍。易知，应采用同向放大器。 同向放大器设计如下：

图3.1.2

Vi与V-虚短， Vi?V?

因为虚断，反向输入端没有电流通过，R1、R2 串联。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5d3h.html