温度采集电路设计

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1、题目：温度采集电路设计电子技术 课程设计任务书学院专业班级学生：题目：温度采集电路的设计课程设计从 2015年 9月_7_日起到 2015年12月上0日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1. 根据设计要求，完成对单路温度进行测量，并用数码管显示当前温度值系 统硬件设计，并用电子.CAD软件绘制出原理图编辑、绘制出PCB印制 版。要求：（1丿原理图中元件电气图形符号符合国家标進一;一（2）整体布局合理，注标规范、明确、美观，不产生歧义。（3）列出完整的元件清单（标号、型号及大小、封装形式、数量）（4）图纸幅面为A4。（5）布局、布线规范合理，满足电磁兼容性要求丄在元

2、件面的丝印层上， 给出标号、型号或大小。所有注释信息丄包括标号、型号及说明性文字）要 规范、明确，不产生歧义。2. 编写并调试驱动程序。功能要求:（1丄温度范围P-1O0；C（2）温度分辨率 1上。（3）选择合适的温度传感器。.3.撰写设计报告。2、对课程设计成果的要求包括图表、实物等硬件要求课程设计说明书丄报告)中图表、公式要求如下：(a) 图：图的名称采用中文，中文字体为五号宋体，图名在图片下面。引 用图应在图题右上角标出文献来源。图号以章为单位顺序编号。格式为：图 1-1,空一字符后，接图名。(b) 表格：表的名称及表内文字采用中文，中文字体为五号宋体，表名在 表格上面。表号以章为单位顺

3、序编号，表内必须按规定的符号标注单位。格 式为：表丄-1，空二字符后，接表格名称。丄C)公式：公式书写应在文中另起一行，居中排列。公式序号按章顺序编 号。字体为五号宋体，序号靠页面右侧。格式为：(1-1) 。3、课程设计工作进度计划:时间设计任务及要求第一周指导老师给学生布置课程设计的任务及要求第二十五周学生根据设计任务及要求，对系统进行分析并设计。第十六周学生提交设计成果接受指导老师的验收。第十七周修改并完善设计，书写并提交课程设计报告。指导教师：日期：教研室主任：日期：1设计任务与要求52 设计方案论证53 测试准备工作63.1 电阻与电容测试63.2 LM35DZ 测试63.3 27C3

4、2 测试63.4共阴极数码管测试64 单元电路设计74.1数据采集电路74.2信号放大电路74.3模数转换部分84.3.1 ADC0809 概述84.3.2 多谐振荡器电路94.3.3ADC0809 电路104.3.4模数转换电路104.4存储电路114.5 译码显示电路134.6总电路图165总结与体会175.1课设特点175.2总结与体会18参考文献191设计任务与要求本课程设计是配合课堂教学的一个重要的实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本 上的知识，加强综合能力，提高系统设计水平，启发创新思想的效果。通过本课程设计 希望达到以下目地：培养资料搜集和汇总的能力。培养总体设计和方案论证的意识

5、。提高硬件，软件设计与开发的综合能力。提高软件和硬件联合调试的能力。熟练掌握相关测量仪器的使用方法。掌握相关开发软件，仿真软件的使用方法。要求1根据设计要求，完成对单路温度进行测量，并用数码管显示当前温度值系统硬件 设计，并用电子CAD软件绘制出原理图，编辑、绘制出PCB印制版。要求：（1）原理图中元件电气图形符号符合国家标准；（2）整体布局合理，注标规范、明确、美观，不产生歧义。（3）列出完整的元件清单（4）图纸幅面为A4。（5）布局、布线规范合理，满足电磁兼容性要求。2编写并调试驱动程序。功能要求：（1）温度范围0-100C。（2）温度分辨率土 1C。（3）选择合适的温度传感器。2设计方案

6、论证显示电路方案方案一：采用数码管动态显示使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本 低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。方案二：米用LCD液晶显示采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。测温电路方案方案一：采用模拟温度传感器测温由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被 测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理, 在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电 路比较麻烦。

7、方案二：采用数字温度传感器经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，可以很 容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采 m Z r-用了方案。3测试准备工作3.1电阻与容测试用数字式万用表测量各个电阻和电容，如果与要求的不符，则须更换元件。3.2 LM35DZ 测试将电源接到LM35DZ的1脚和3 脚,用万用表测试2脚和3脚间的电压，如果测试的 是诗文，则万用表应该显示的为250mV左右，接下来将手放在传感器上，观察万用表读 数是否上升，上升至370mV左右，则传感器应是完好，否则需更换

8、传感器。3.3 27C32 测试用存储器烧录器将准备好的程序输入，将存储器27C32放到相应位置，按步骤写入, 待写入完成后，重启软件，点击读观察所读数据是否之前所写数据，若出现乱码或不是 之前所写数据，则表明烧写失败，需重新烧写；若是，则写入成功，27C32可以使用。3.4共阴极数码管测试找公共共阴和公共共阳，首先，我们找个电源（3到5伏）和不同规格的电阻，VCC 串接个电阻后和GND接在任意2个脚上，组合有很多，但总有一个LED会发光的找到一 个就够了，然后用GND不动，VCC （串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个LED （一般是 8个），那它就共阴的了。相反用VCC不动，GND逐个碰剩下

9、的脚，如果有多个LED （一 般是8个），那它就共阳的。也可以直接用数位万用表，红表笔是电源的正极，黑表笔是 电源的负极。4单元电路设计4.1数据采集电路LM35DZ在该电路中的作用是将外界温度采集进电路中的作用。采用的是外界温度每 变化1摄氏度LM35DZ变化10mV的原理。工作电压430V，在上述电压范围以内，芯片从电源吸收的电流几乎是不变的（约 50“A）,所以芯片自身几乎没有散热的问题。+5vU1龜7.0*VOUT 一2将温度转换为电压信号并输入到放大电路中3 LM35图4-2 LM35DZ仿真电路4.2信号放大电路本分电路由于只是需要一个信号放大的电路，并且放大倍数不高，所以采用的是

10、同 向比例放大电路，并且该部分的要求精度不高，所以采用的是普通的运算放大器NE5532。电压放大信号输入C08中图4-4 NE5532仿真电路图4-4所示的电路图中，构成的是同向比例放大电路，放大倍数为5倍。工作电压 为正负12伏。4.3数模转换部分4.3.1 ADC0809本部分，我采用的是ADC0809为核心，以NE555搭建多谐振荡电路为时钟信号的电 路。采用多谐振荡电路的原因：（1）该电路对时钟信号要求不太精确，用多谐振荡电路 即可满足电路需要。（2）多谐振荡电路的成本相对来说比较便宜，并且设计简单。（3） 该电路对时钟信号的频率要求不高，而常见的晶振都是几兆赫兹级别的，频率太高。基

11、于以上原因，我采用了多谐振荡电路。采用ADC0809的原因：ADC0809是很常用的一款8位的模数转换芯片。而ADC0808 是0809的简化版，主要的不同点是0808的转换输出out07与常用的输出端高低位是相 反的，即0809的最低位是outO, 0808的最低位是out7.ADC0808在实际中不常用，实际 中常用的是0809，而0808最常用的是在protues仿真里面，因为0809是没有模型库， 无法仿真的。由于ADC0809在实际生活中应用比较广泛，故我采用的是ADC0809芯片。ADC0809在该电路中起到的是将模拟量转换成数字量的作用，并将产生的数字量输 入到下一个模块电路中。

12、ADC0809主要特性1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。2）具有转换起停控制端。3） 转换时间为100s （时钟为640KHz时），130s （时钟为500KHz时）。4）单个+5V电源供电。5）模拟输入电压范围0+5V，不需零点和满刻度校准。6）工作温度范围为-40+85摄氏度。7）低功耗，约15mW。IN,2B!Nj叽227Ni326-IN#IN*一425ADDATNj1524ADDBSTAfiT23 ADDCEOC7 ADC 080922ALE0Eg92120DrDiCLOCK一LS、-為V!1)1218J7DDoCND13词DjJ4151_-* Di4.3.2多谐振荡

13、器电路C11OOpfU7 51kR C QCVDCCVTR fGTH84C756555和产生约44H的脉冲输入到C08的CLOCKR651k图 4-5 ADC0809 引脚C2O.Oluf图4-6多谐振荡电路仿真电路图根据多谐振荡电路的频率计算公式：f=1.44/ ( Rl+2*R2 ) *C,Rl=51K,R2=51K,C=0.01uf,故f=144HZ。该信号是对ADC0809转换时间的限制。故为了 等待时间短一些，我将电阻值设置的较大。4.33 ADC0809 电路VCC262728 1 23 4 将放大电路的电压信号输入 51216U3IN0CLOCKIN1STARTIN2IN3EOC

14、IN4IN5OUT1IN6OUT2IN7OUT3OUT4ADD AOUT5ADD BOUT6ADD COUT7ALEOUT8VREF(+)VREF(-)OE1067212019188151417将产生的数字量输入到27C32中ADC0808R41k图4-7 ADC0808仿真电路图图4-7中由于protues元件库中没有ADC0809,故采用ADC0808。两者的功能没有太 大差别。通过模数转换功能，将模拟量的电压信号转换成为数字信号输入到27C32中并 存储。同时在START端加上一个开关，可防止信号的不稳定导致的显示乱跳的现象。4.3.4模数转换电路VCC将;将放大电路的电压信号输入U35云27_28_252423221216ADC080827C32+69IN0