温度测量显示电路分析报告.docVIP

设计内容与设计要求 设计内容： 以设计为主完成一个温度范围为0-50 0C的温度测量显示电路设计与制作设计内容：（）放大电路A/D转换及显示电路（）放大电路出电路图印刷电路板图。要绘制原理框图绘制原理电路要有必要的计算及元件选择说明如果采用单片机，必需绘制软件流程图 1、Protel软件 说 明 书 格 式 1.课程设计说明书封面。 2.课程设计任务书。 3.说明书目录。 4.正文 5.总结。 6.参考文献。 7.附录。 8.课程设计评分表。 正文部分包括（概述、总体设计、硬件电路设计及调试等） 进 度 安 排 第1周： 星期一上午：布置课题任务，课题内容介绍。 星期一下午：仔细阅读设计任务书，明确设计任务与要求，收集设计资料。 星期二～星期五：阅读相关资料，设计方案确定，相关元器件选型。 第2周： 星期一～星期二：电路设计。 星期三～星期四：编写设计说明书,准备答辩。 星期五：答辩。 参 考 文 献 [1] 张国雄等编，测控电路，机械工业出版社，2001.8 [2] 赵负图主编，现代传感器集成电路，人民邮电出版社，2000.1蔡锦福等编，运算放大器原理与应用，科学出版社，2005.7等编 目 录 第1章 系统原理框图设计 1.1 设计内容 以设计为主完成一个温度范围为0-50 0C的温度测量显示电路设计与制作设计内容：（）放大电路A/D转换及显示电路（）放大电路出电路图印刷电路板图。 温度传感器DS18B20 如图1.2.1 系统框图 第2章 方案论证及确定 2.1 系统方案的确定 方案1：采用单片机测量并控制温度。此方案硬件电路简单，但是需设计复杂的软件电路。该方案为ICL7107 A/D转换译码方案。常见A/D转换器的转换方式有非积分式和积分式两类，如逐次逼近比较式A/D转换、斜坡电压式A/D转换等属于非积分式，其特点是转换速度快，但抗干扰能力差。电压反馈型V-F变换、双积分式A/D转换则属于积分式，其特点是抗干扰能力强、测量精度高，但转换速度低。工作方框图如图2.1.1所示： 图2.1.1 工作方框图 方案2：该方案以AT89C52为控制器，采用DS18B20温度传感器检测温度信号，利用红外遥控设置温度测量的上下限数值，并通过LED数码管显示。工作方框图如图2.1.2所示： 图2.1.2工作方框图 经过综合研究分析，考虑整个设计和成本，方案2成本低，测量温度方便简单，故此次数字温度计课程设计选取方案2。 2.2 显示器方案的确定 方案1：采用LCD液晶显示。液晶显示器是一种被动式的显示器，即液晶本身并不发光，而是利用液晶经过处理后能改变光线通过方向的特性，而达到白底黑字或黑底白字显示的目的。LCD液晶的像素单元是整合在同一块液晶版当中分隔出来的小方格。通过数码控制这些极小的方格进行显像。但其造价昂贵，不适合经费有限的学生使用。 方案2：采用LED数码管显示。LED数码显示中每一个像素单元就是一个发光二极管，如果是单色，一般是红色发光二级管。如果是彩色，一般是三个三原色小二极管组成的一个大二级管。这些二级管组成的矩阵由数码控制实时显示文字或者图像，造价相对低廉，而且也能达到要显示的效果。 经过综合研究分析，考虑整个设计和成本，方案2成本低。 2.3 传感器方案的确定 温度传感器利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。 电偶热电偶有多种类型，它们覆盖非常宽的温度范围。它们的特点是：低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移，以及非线性。另外，热电偶需要外部参考端热电偶AD590，它的测温范围为-50oC~+150 oC，满刻度范围误差为±0.3 oC，工作电压范围4~30V。 AD590温度传感器是一种已经IC化的温度传感器,它会将温度转换为电流。AD590该产品采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 第3章 系统硬件电路分析 3.1 AT89C52简介 AT89C52是一8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片ATMEL的AT89C5是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C52管脚图 3.2 DS18B2