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1、信息与电气工程学院课程设计说明书（2014 / 2015 学年第 二 学期） 课程名称 ： 电子技术课程设计 题 目 ： 温度数显表 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 二 设计成绩 ： 2015年 07月 01日 序“电子技术基础”是电力工程类各专业的一门技术基础课，它是研究各类半导体器件的性能、电路及其应用的学科。包括模拟电子技术基础和数字电子技术基础。温度数显表使用广泛，温度是工业控制中主要的被控参数之一，无论在工业，农业，科学研究，国防和人们日常生活的各个方面，温度测量和控制都是极为重要的课题。随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产
2、品对温度要求都非常严格。对于不同场所，不同工艺，所需温度高低范围不同，精度不同，则采用的测温元件，测温方法及对温度的控制方法也将不同，因而，对温度的测控方法多种多样。本设计是在我们学完“电子技术基础”课程后所进行的，内容为运用所学知识设计一个温度控制显示装置，包括设计原理图，绘制PCB图，印制电路板，焊接元件，调试等工作，是以小组为单位的一项合作项目，此设计是本课程的一项重要实践，是我们步入社会的一次深刻的链接，考查了我们独立设计，计算，绘图和分析的能力。在课程设计工作中，应综合运用电子技术基础理论、知识与技能进行设计，应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书，
3、培养我们掌握相关的设计程序、方法与技术规范；培养我们掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼我们分析与解决问题的能力。通过课程设计，我们应能树立正确的设计思想，培养严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。目 录一数显表简介4 1.1概念4 1.2温度数显表的原理4 1.3温度数显表的作用41.4温度数显表的用途42 课程设计的目的5三课程设计的内容5 3.1课设选题53.2设计任务5 3.3原理框图5 3.4模块电路63.5原理图和PCB图134. 焊接与调试14 4.1焊接144.2调试过程145 课程设计总结15六参考文献16摘 要 本电子技术课程设计报告基于电子技术基础课程，是通过运用了
4、一些简单的电路设计来达到预期效果的报告。系统阐述了课程设计中所用的器件（如电磁继电器，A/D 转换器等），路图（如差分式放大电路），各部分的原 理功能以及接法并最终通过调试、改进实现温度控制的目的。 此设计是通过运用了一些简单的电路设计来达到预期效果的。1 温度数显表简介：1.1概念 数显表是数字式显示仪表的简称。显示器常用的有LED、LCD为显示元件。 数显表因其视觉直观、设置便捷及智能化控制程度高等特性，加之随着当前传感技术的高速发展，数字式显示仪表的功能不断强大及精度不断地提高，数字式显示仪表正在大量代替传统的机械仪表，已经广泛应用于各行各业及日常生活。1.2温度数显表的原理 温度数显表
5、是一种具有模数转换器并以十进制数码形式显示被测变量值的仪表，它与各种传感器、配送器配套，可以显示出各种不同的参数。数字式仪表具有精度高、功能全、速度快、抗干扰能力强等优点，体积小、耗电低、读数直观，从而实现生产过程自动化。1.3温度数显表的作用数显表能对压力、流量、温度、位移、PH值、电导率、浓度、时间、图形、文字及符号等方面体现的数据进行精确显示，广泛应用于国防、科技、教育、工业、农业、交通及文化媒体传媒等各行业及日常生活。而温度数显表显示温度直观，对于测量控制温度提供了方便，给生产工作，工业等发展带来了极大便利。1.4数显表的用途 家用的数显表主要是手表、时钟。数显表运用最多的还是在工业方
6、面，比如电流数显表、电压数显表、光栅数显表、压力数显表、变频器转速数显表、传感器数显表、频率数显表等等很多很多，它的作用主要起监测通知的作用。 工业上广泛运用于PLC数据的显示。随着文本编辑器，触摸屏的问世，以及其优越的价格都在冲击着数显表领域，但数显表卓越的地位仍然不能被取代。因为在复杂的工厂环境下，数显表通过LED发光管来发光，让人一目了然，从很远的地方就可以清晰的辨认出所查看的数据，是工人师傅们的最爱。而文本编辑器和触摸屏之类的字体小，而且亮度不够。 两线式PLC数显表的问世也为数显表工业用途开拓了前景，摆脱了普通PLC数显表因为占用太多端口的困扰，不仅简洁了硬件连接方面，在PLC端的软
7、件部分也更加模块化集成化，是工程师们对PLC数据显示的首选。二课程设计的目的1.通过本课程设计，使学生加强对电子技术课程内容的理解和掌握，学会使用半导体元件和集成电路，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法，进一步提高分析解决实际问题的综合能力。2.培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。3.通过课程设计，是学生在理论计算、机构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提升。4.巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。3 课程设计的内容3.1课设选题 温度数显表3.2设计任务设计一个温度测量与控
8、制器，能够显示温度示数，假定预置一个温度，当测量温度小于此温度，进行加热，当测量温度大于此温度，停止工作。3.3原理框图3.4模块电路 （1）共阳极数码管 LED数码管（LED Segment Displays）由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a, b, c, d, e,f ,g, d p来表示。 当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮d p
9、不亮。LED数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为1.8V左右，电流不超过30mA。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管，发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。常用LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。（2）A/D转换器 AD转换就是模数转换，也可以是整流。顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号。AD转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。、
10、模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。A/D转换后，输出的数字信号可以有8位、10位、12位、14位和16位等。- 18 -（3）测量、预置电压输入过程 稳压电路主要功能是将+220伏的电压转换成为正负5伏的电压，用于控制仪各个部分的供电。在实际的实验室操作过程中，我们直接用正负5伏的电压进行供电，但考虑到实验产品的实用性，稳压电路的实际就成为了必须要考虑的一项内容。本次设计首先采用变压器把220V交流电变成所需要的电压。利用二极管的单向导电性，可以设计出把交流电
11、变成直流电的电路；再根据电容的滤波作用，输出纹波较小的直流电，在通过7805.7905 输出正负电流，在通过从而得到平滑的直流电压；最后通过稳压块的稳压作用，就可以得到输出稳定的直流电。 电源变压器 电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。根据设计要求，输出最大电源为+10V/1A，因此，输出的最大功率为10W。另外，为了输出正、负电压，考虑到每个稳压集成块的压降为3V左右，所以可以选择220V/16V / 10W的变压器。 整流电路 整流电路一般由单项导电性的二极管构成，经常采用单项半波、单项全波和单向桥式整流电路。如图2-2所示的整流电路为应用广泛的桥式整
12、流电路。电路中采用了4个二极管，组成三项桥式整流电路。整流过程中，4个整流管轮流导通，无论正半周还是负半周，流过负载的电流方向一致，形成全波整流，将变压器处的交流电压变成了脉动直流电压。滤波电路 交流电经整流电路后可变为脉动直流电，但其中含有较大的交流分量，为使设备上用纯净的交流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。常见的滤波电路有：电容滤波电路、电感滤波电路、电感电容滤波电路以及P型滤波电路。在此电路中，由于电容滤波电路电路较为简单、且能得到较好的效果，故选用此电路。在加入电容滤波电路后，由于电容是储能元件，利用其充放电特性，使输出波形平滑，减少脉动成分，以达到滤波的目的。为了使滤波
13、效果更好，可选用大容量的电容为滤波电容。因为电容放电的时间常数越大，放电过程越慢。 稳压电路 经过整流和滤波后得直流电压，会由于电网电压的波动以及负载电阻的变动而发生变化。在绝大多数情况下，这种输出电压的变化波动显得太大，仍需进一步对其稳定，这就需要采用稳压电路。目前常用的稳压电路有并联式稳压电路、串联稳压电路以及集成式稳压电路。由于集成式稳压芯片具有较完善的短路和限流保护、过热保护和调整管安全工作区保护电路，因而工作是比较稳定的，电路也相对比较简单。为了使电路正常工作，要求输入电压应比输出电压至少高出2.5V3V。电路如图1-4、图1-5所示。电容C1可防止自击振荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰，一般取0.11uF。输出端电容C2
