数字温度计设计

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1、山西大学课程设计任务书题目名称：数字温度计设计学生姓名：杨桃设计时间:6.20-23课程名称：数字电子技术基础学号：1472082337设计地点：教室一、课程设计（论文）目的、任务和要求1.目的：温度计是生产及科学研究中常用的测量仪表。本课题要求设计一数字温度计，即用数字显示被测温度。数字温度计不仅读数方便，且测量精确，得到广泛应用。通过设计一数字温度计系统，使学生对模拟及数字电子技术理论知识在生产实际中的应用有一个初步的认识，通过设计使学生对电子技术所学的理论知识进一步加深理解。加深学生对所学的理论知识与实际的应用的结合。通过设计，全面提

2、高学生分析、判断、解决问题的能力。使学生对所学知识的应用能力、查询资料能力及书写报告能力，有一个较大的提高，为毕业设计打下一定的基础。2.任务：（1）设计一数字温度测景系统。（2）对给定的电路原理框图进行原理图设计，分单元进行设计。对电路参数进行必要的计算，选择元器件参数。（3）画出完整的电路原理图。（4）条件许可时，对设计的电路进行仿真验证。3.要求：（1）数字温度测量系统原理图。（2）测量范围0〜200°C。（3）测量精度0.rC。（4）4位LED数码显示。（5）每一位学生对设计内容都应根据自己所学知识、水平及能力独立完成，不得存雷同。

3、（6）写出完整的设计报告。二、要求的设计成果（课程设计说明书、论文、设计实物、软件等）1、课程设计报告。2、设计原理图。3、设计程序。4、仿真结果。三、进程安排6月13口：查资料，确定方案。6月14—160：画原理图。6月17日：仿真调试，写报告。四、主要参考资料1.《数字电子技术基础》张志恒中国电力出版社2.相关论文3.模拟电子技术教材、数字电子技术教材、电子元器件手册、图书馆、网上及各种可能的渠道查询各种资料。指导教师：张志恒教学院长（系主任）：学院（系）公章:2016年6月21曰山西大学课程设计成绩评定表评语指导教师:成绩评定:项目学

4、习态度知识运用成果水平创新论文撰写质量总分（10分）（20分）（20分）（10）及规范化（40分）分值学院（系）公章:一、总体设计思想1.基本原理该数字式温度测量系统由采样电路、比较器、可控吋钟发生器、计数器、数模转换器DAC以及共阳极型LED数码管组成。首先对将温度信号通过热敏电阻进行采样，将其转换成电压信号，加到比较器上进行比较。开始测量时比较器输出为高电平，此时控制时钟发生器工作正常，因此DAC输出阶梯斜坡不断上升；同时LE：D数码管也在可控制时钟发生器输出时钟的作用下不断计数。当DAC输出阶梯斜坡上升到与电压信号一致（或略大于时），

5、由于比较器输出从高电平转为低电平，可控制时钟发生器被迫停止工作，因此数码管显示出与电压信号相对应的温度值相通。二、各模块设计方案及原理说明1.设计框图温度采样比较电路显示部分数模转换电路时钟脉冲电路2.温度采样模块热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（ETC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。温度采样是通过热敏电组和

6、滑动变阻器的串连进行采样，根据在不同温度下热敏电阻不同的阻值，将温度信号转换成电压信号。传送到下一级比较电路。5V温度采样原理图1.比较电路1、电压比较器的工作原理：正相输入端的电位高于反相输入端，输出高电平；反相输入端的电位高于正相输入端，输出低电平。2、当反向输入端电位为固定值，正向输入端为比较端；正向输入端为固定值时，反向输入端就是比较端了。比较器的输出电平，符合上述规律比较器比较电路部分，将电压信号和时钟脉冲电路信号通过计数器经过4.时钟脉冲电路施密特触发器(74F14D)有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位

7、触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器存不同的阈值电压。利用深度正反馈，通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止，从而自激产生方波输出的振荡器。常用作方波发生器。多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除Y基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没存稳态，只存两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。时钟脉冲部分，利用一个电容，一个电阻和一个施密特触

8、发器构成一个多谐振荡器，用于产生信号。和比较电路部分输出电平构成与非关系，在经过一个施密特触发器整形信号输出。5.数模转换电路数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字