電子溫度計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)字溫度計(jì)是一種利用數(shù)字顯示溫度的裝置，與傳統(tǒng)的水銀溫度計(jì)相比，它具有測(cè)溫準(zhǔn)確，顯示直觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本文介紹了一種采用ICL7107三位半A/D轉(zhuǎn)換器和集成溫度傳感器AD590的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作，并對(duì)其方案選擇,設(shè)計(jì)思路，以及功能和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析

2、和論述。經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)收測(cè)試，該溫度計(jì)具有電路簡(jiǎn)單、讀數(shù)方便、測(cè)溫準(zhǔn)確、精度高、測(cè)量范圍廣、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)方案正確可行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定可靠。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)字溫度計(jì)；AD590；ICL7107</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Digital thermometer is a device

3、with digital display of temperature, compared with the conventional mercury thermometer, it has a temperature measurement accuracy, visual display, etc., which have been widely used.</p><p>　　This paper pres

4、ents a three and a half using ICL7107 A/D converter, and integrated temperature sensor AD590 digital thermometer design and production, and the program selection, design ideas, and the functions and working principle of

5、a detailed analysis and discussion. After practice, acceptance testing, the thermometer has a simple circuit, easy reading, accurate temperature measurement, high precision, wide measurement range, low power, etc., desig

6、n is correct and feasible, stable and reliabl</p><p>　　Keywords：Digital thermometer; AD590; ICL7107</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要...................................

7、.......................................................................................I</p><p>　　Abstract.....................................................................................................

8、..................II</p><p>　　第1章 緒論................................................................................................................1</p><p>　　1.1 課題背景...........................

9、............................................................................1</p><p>　　1.2 課題的目的和意義.......................................................................................1</p><p>

10、;　　1.3 課題的技術(shù)要求...........................................................................................2</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方案論證..............................................................................

11、......3</p><p>　　2.1系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)方案........................................................................................3</p><p>　　2.2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)方案....................................................

12、.......................4</p><p>　　本章小結(jié)..............................................................................................................4</p><p>　　第3章 系統(tǒng)單元電路的設(shè)計(jì)......................

13、..............................................................6</p><p>　　3.1 顯示電路的設(shè)計(jì)...........................................................................................6</p><p>　　3.1.1 數(shù)碼

14、管顯示原理................................................................................6</p><p>　　3.1.2 三位半數(shù)顯表工作原理....................................................................6</p><p>　　3.2

15、 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì).................................................................................7</p><p>　　3.2.1 ICL7107 的特點(diǎn)與引腳功能..........................................................7</p><p>

16、　　3.2.2 ICL7107的工作原理.......................................................................9</p><p>　　3.3 測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)..........................................................................................10&

17、lt;/p><p>　　3.3.1 溫標(biāo)的基本概念...............................................................................10</p><p>　　3.3.2 溫度傳感器的比較與選擇...............................................................1

18、0</p><p>　　3.3.3 確定選擇方案...................................................................................11</p><p>　　3.3.4 AD590工作原理............................................................

19、................11</p><p>　　3.4 積分電路的設(shè)計(jì)..........................................................................................13</p><p>　　3.5 零點(diǎn)校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)........................................

20、..........................................14</p><p>　　3.6 沸點(diǎn)校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)..................................................................................15</p><p>　　3.7 時(shí)鐘振蕩電路的設(shè)計(jì)....................

21、..............................................................16</p><p>　　3.8 負(fù)5V供電電路的設(shè)計(jì)...............................................................................17</p><p>　　本章小結(jié)...........

22、..................................................................................................18</p><p>　　第4章 整機(jī)電路的工作原理...................................................................................1

23、9</p><p>　　4.1 整機(jī)電路圖..................................................................................................19</p><p>　　4.2 整機(jī)電路工作原理....................................................

24、..................................20</p><p>　　本章小結(jié).............................................................................................................20</p><p>　　第5章 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試...........

25、............................................................................21</p><p>　　5.1 電路的安裝..................................................................................................21</p>

26、<p>　　5.1.1 元件的檢測(cè).......................................................................................21</p><p>　　5.1.2 整機(jī)的布線(xiàn)原則.......................................................................

27、........21</p><p>　　5.1.3 元件的組裝.......................................................................................21</p><p>　　5.2 電路的調(diào)試.......................................................

28、...........................................21</p><p>　　本章小結(jié).............................................................................................................22</p><p>　　結(jié) 論..........

29、...............................................................................................................23</p><p>　　致 謝................................................................................

30、.........................................24</p><p>　　參考文獻(xiàn).....................................................................................................................25</p><p>　　附錄1 譯文..

31、..............................................................................................................26</p><p>　　附錄2 英文參考資料...........................................................................

32、.....................30</p><p>　　附錄3 硬件實(shí)物圖....................................................................................................35</p><p>　　附錄4 元件清單................................

33、........................................................................36</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　溫度計(jì)是人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)和生活中必不可少的一種測(cè)量裝置

34、，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和各種高新技術(shù)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和研究中，溫度也是一個(gè)非常關(guān)鍵的測(cè)量參數(shù)。因此，它的發(fā)展與各行業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)。目前，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，傳感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，溫度計(jì)已向自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展，代表了溫度計(jì)量發(fā)展的最前沿。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們發(fā)明了各式各樣的，各種用途的溫度計(jì)，根據(jù)所用測(cè)溫物質(zhì)的不同和測(cè)溫范圍的不同，有煤油溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)、氣體溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)

35、、溫差電偶溫度計(jì)、輻射溫度計(jì)和光測(cè)溫度計(jì)等。近年來(lái)，隨著人們生活水平的不斷提高，數(shù)字化的不斷發(fā)展，數(shù)字溫度計(jì)的出現(xiàn)對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大影響。</p><p>　　在國(guó)外，溫度計(jì)的發(fā)展始于1593年，由意大利科學(xué)家伽利略(1564～1642)發(fā)明了第一支溫度計(jì)，后來(lái)又相繼出現(xiàn)華氏溫度計(jì)、列式溫度計(jì)、攝氏溫度計(jì)，均用水銀和酒精等作為測(cè)溫物質(zhì)?，F(xiàn)在英、美國(guó)家多用華氏溫度計(jì)，德國(guó)多用列氏溫度計(jì)，而在世界科技界和工農(nóng)

36、業(yè)生產(chǎn)中，我國(guó)和法國(guó)等大多數(shù)國(guó)家多采用攝氏溫度計(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的需要，測(cè)溫技術(shù)也在不斷地改進(jìn)和提高，測(cè)溫范圍變得越來(lái)越廣，精度越來(lái)越高。</p><p>　　現(xiàn)代化的溫度檢測(cè)手段能達(dá)到的精度、靈敏度及測(cè)量范圍等，在很大程度上決定了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。同時(shí)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平又為溫度檢測(cè)技術(shù)、傳感器技術(shù)提供了新的前提手段。目前溫度計(jì)的發(fā)展很快，從原始的玻璃管溫度計(jì)發(fā)展到了現(xiàn)在的熱電阻溫度計(jì)、熱電

37、偶溫度計(jì)、數(shù)字溫度計(jì)、電子溫度計(jì)等。溫度傳感器應(yīng)用非常廣泛，而溫度計(jì)中傳感器是它的重要組成部分，傳感器的精度靈敏度基本決定了溫度計(jì)的精度、測(cè)量范圍、控制范圍和用途等。</p><p>　　本文研究的數(shù)字溫度計(jì)，它是通過(guò)一定的電路和溫度傳感器進(jìn)行測(cè)控，將溫度用數(shù)字準(zhǔn)確的顯示出來(lái)，具有數(shù)據(jù)顯示直觀(guān)，測(cè)量精度高，測(cè)溫范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1.2 課題的目的和意義</p>

38、<p>　　隨著科學(xué)技術(shù)日益迅速的發(fā)展，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)深入到生活的各個(gè)方面。數(shù)字溫度表具有技術(shù)效果好，經(jīng)濟(jì)效益高，技術(shù)先進(jìn)，造價(jià)較低，可靠性高，維修方便等許多優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字溫度表擺脫傳統(tǒng)水銀溫度計(jì)在使用時(shí)的弊端,以其準(zhǔn)確快捷的測(cè)量功能和清晰易懂的數(shù)字化顯示方便人們?nèi)粘Ｉ钍褂谩?lt;/p><p>　　溫度是我們?nèi)粘Ｉ钪袑?shí)時(shí)接觸到的物理量，但是它是看不到的，僅憑感覺(jué)只能估測(cè)到大概的溫度值。傳統(tǒng)的水銀溫度

39、計(jì)雖然能指示溫度，但是精度低，反應(yīng)速度慢，誤差大，顯示不夠直觀(guān)。數(shù)字溫度計(jì)的出現(xiàn)可以讓人們直觀(guān)的了解自己想知道的溫度到底是多少。</p><p>　　當(dāng)前，主要溫度儀表，如熱電偶、熱電阻及輻射溫度計(jì)等在技術(shù)上已經(jīng)成熟，但是它們只能在傳統(tǒng)的場(chǎng)合應(yīng)用，尚不能滿(mǎn)足簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確測(cè)溫的要求，尤其是高科技領(lǐng)域。因此，各國(guó)專(zhuān)家都在有針對(duì)性地競(jìng)相開(kāi)發(fā)各種新型溫度傳感器及特殊與實(shí)用測(cè)溫技術(shù)，如采用光纖、激光及遙感或存儲(chǔ)等技術(shù)的

40、新型溫度計(jì)已經(jīng)實(shí)用化。由于許多質(zhì)量高、價(jià)格低，使用簡(jiǎn)單的傳感器和數(shù)字化測(cè)量?jī)x表一起使用，以及微型計(jì)算機(jī)、微處理器和各種大規(guī)模集成電路的迅速普及，使今天的數(shù)字測(cè)量?jī)x表遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表。數(shù)字化測(cè)量是一種發(fā)展十分迅速的綜合性應(yīng)用技術(shù)。利用數(shù)字化測(cè)量?jī)x表的計(jì)量技術(shù)、測(cè)量系統(tǒng)，不但能可靠地獲得大量準(zhǔn)確的信息，而且能極其迅速地對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效的處理，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量功能。因此作為自動(dòng)化、智能化測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心的數(shù)字化儀器儀表，在我國(guó)現(xiàn)代化

41、建設(shè)中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。</p><p>　　本文介紹了利用集成溫度傳感器AD590設(shè)計(jì)并制作的一款基于4位數(shù)碼管顯示的數(shù)字溫度計(jì)能有效克服傳統(tǒng)的缺點(diǎn)和不足，與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，輸出溫度采用數(shù)碼管顯示，具有讀數(shù)方便、測(cè)溫穩(wěn)定準(zhǔn)確、精度高、測(cè)量范圍廣、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，很適合日常溫度的測(cè)量。</p><p>　　1.3 課題的技術(shù)要求</p><p>　　（1）利用

42、溫度傳感器制作三位半數(shù)顯溫度表。</p><p>　?。?）溫度的測(cè)量范圍：-30℃～+100℃(243K～373K)。</p><p>　?。?）測(cè)量精度要求≤±1℃。</p><p>　　（4）利用電池供電。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方案論證</p><p>　　2.1系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)方案<

43、;/p><p>　　多數(shù)的數(shù)字溫度計(jì)采用溫度敏感元件也就是溫度傳感器（如鉑電阻，熱電偶，半導(dǎo)體，熱敏電阻等），將隨溫度變化而變化的物理參數(shù)，如膨脹、電阻、電容、熱電動(dòng)勢(shì)、磁性、頻率、光學(xué)特性等通過(guò)溫度傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的變化，如電壓和電流的變化，溫度變化和電信號(hào)的變化有一定的關(guān)系，如線(xiàn)性關(guān)系，曲線(xiàn)關(guān)系等，將電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路放大后使之產(chǎn)生適合模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路即用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)

44、字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)送給驅(qū)動(dòng)電路輸出，然后通過(guò)顯示單元，如數(shù)碼管或者LCD等顯示出來(lái)，這樣就完成了數(shù)字溫度計(jì)的基本測(cè)溫功能。</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案的核心是A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107，它包括了線(xiàn)性放大器、模擬開(kāi)關(guān)、時(shí)鐘振蕩器、七段譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)器等部件。并且它是三位半雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，屬于CMOS大規(guī)模集成電路，最大顯示值為1999，最小分辨率為100μV。能直接驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極LED數(shù)碼管，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件

45、，無(wú)需另行設(shè)計(jì)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)電路等，使硬件電路的構(gòu)成大大簡(jiǎn)化，減少了各級(jí)之間的干擾。</p><p>　　系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)原理圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　下面詳細(xì)地介紹了各部分的組成及設(shè)計(jì)原理。</p><p>　　測(cè)溫電路主要是由溫度傳感器和與傳感器有關(guān)的電阻等組成，將

46、溫度的變化轉(zhuǎn)換成電流或電壓的變化，輸出給下一級(jí)放大電路；放大電路主要由集成運(yùn)放及其外接電容、電阻等組成，用以放大由測(cè)溫電路產(chǎn)生的微弱電信號(hào)，使之滿(mǎn)足模數(shù)轉(zhuǎn)換電路工作需要的電壓或電流；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路由A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，將放大電路輸出的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠使驅(qū)動(dòng)電路工作的數(shù)字信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路由譯碼器及其外圍電路組成，用來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管或LCD液晶屏等顯示器；顯示電路由七段數(shù)碼管或LCD液晶屏構(gòu)成，用來(lái)顯示當(dāng)前所測(cè)環(huán)境的攝氏溫度值。</p>

47、;<p>　　2.2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)方案</p><p>　　系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)硬件電路由符號(hào)顯示模塊、十位顯示模塊、個(gè)位顯示模塊、小數(shù)位顯示模塊、A/D轉(zhuǎn)換器模塊、測(cè)溫電路模塊、積分電路模塊、零點(diǎn)校準(zhǔn)電路模塊、沸點(diǎn)校準(zhǔn)電路模塊、時(shí)鐘振蕩電路模塊、負(fù)5V供電電路模塊等十一部分組成。</p><p>　　系統(tǒng)硬件電路方框圖如圖2-2所示。<

48、/p><p>　　圖2-2 系統(tǒng)硬件電路方框圖</p><p><b>　　本章小結(jié) </b></p><p>　　本章介紹了數(shù)字溫度計(jì)的整體設(shè)計(jì)思路，并通過(guò)方案比較確定了最終的設(shè)計(jì)方案，由于引入了模塊化的設(shè)計(jì)思想，使各單元結(jié)構(gòu)明確，條理清晰，給后續(xù)的安裝和調(diào)試工作帶來(lái)了極大的方便。通過(guò)大量文獻(xiàn)和資料的查閱，本章介紹的數(shù)字溫度計(jì)中的溫度傳感器需要查

49、傳感器應(yīng)用方面的知識(shí)，相關(guān)的熱偶傳感器和PN結(jié)傳感器等，通過(guò)了解這些傳感器可以深入了解溫度傳感器工作原理，在數(shù)字溫度計(jì)中的作用。接下來(lái)查閱的資料是關(guān)于數(shù)字電路這一塊,需要查閱的資料是數(shù)字電路中A/D轉(zhuǎn)換的原理,可以查閱的書(shū)籍有模擬電路、數(shù)字電路和實(shí)驗(yàn)方面的書(shū)籍。繪制電路圖過(guò)程中，查閱關(guān)于CAD的書(shū)籍等。 </p><p>　　第3章 系統(tǒng)單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 顯示電

50、路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 數(shù)碼管顯示原理</p><p>　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，這兩種都是我們最常用的，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，除此之外，其它方面基本相同。所謂的八段就是指數(shù)碼管里有八個(gè)小LED發(fā)光二極管，通過(guò)控制不同的LED的亮滅來(lái)顯示出不同的字型。數(shù)碼管按發(fā)光二極管單元連接方式又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種類(lèi)型，共陰極就是將八個(gè)LED的陰極

51、連在一起，讓其接地，這樣給任何一個(gè)LED的另一端高電平，它便能點(diǎn)亮。而共陽(yáng)極就是將八個(gè)LED的陽(yáng)極連在一起，形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線(xiàn)GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為

52、高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。</p><p>　　3.1.2 三位半數(shù)顯表工作原理</p><p>　　三位半的意思是該表有三位可以顯示0~9的數(shù)碼管，還有一位最高位是只能顯示0和1，這個(gè)最高位如果是1，后三位是999，那么就是1999，約等于2000。最高位的權(quán)重是1000/2000即1/2。三位半數(shù)顯表是指最大顯示數(shù)為1999的儀表，“三”是指

53、后面三位能顯示完全十進(jìn)制(0～9)的數(shù)目，“半”是指1999進(jìn)位后能達(dá)到的整數(shù)位“2”和首位數(shù)“1”即1/2，多用于集成電路ICL7106或7107等專(zhuān)用IC設(shè)計(jì)。本文介紹的三位半數(shù)顯表由四個(gè)八段數(shù)碼管組成，用來(lái)顯示實(shí)測(cè)溫度，從低至高位依次為小數(shù)位、個(gè)位、十位、符號(hào)位。由于ICL7107內(nèi)部具有譯碼驅(qū)動(dòng)功能，所以不需另接譯碼器就能很好的控制LED，以便實(shí)時(shí)顯示溫度值。采用LED顯示方式，由于其具有亮度高、顯示醒目、使用壽命長(zhǎng)、方便、價(jià)格

54、低廉等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)用儀器儀表中得到廣泛應(yīng)用。圖3-1為利用四個(gè)數(shù)碼管組成的三位半數(shù)顯表電路圖。</p><p>　　圖3-1 三位半數(shù)顯表電路圖</p><p>　　3.2 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) </p><p>　　3.2.1 ICL7107 的特點(diǎn)與引腳功能 </p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)采用ICL7107，它是三位半雙積分型

55、A/D轉(zhuǎn)換器，屬于CMOS大規(guī)模集成電路，它的最大顯示值為士1999，最小分辨率為100μV。能直接驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極LED數(shù)碼管，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件，使整機(jī)線(xiàn)路簡(jiǎn)化，采用士5V兩組電源供電，在芯片內(nèi)部從與COM之間有一個(gè)穩(wěn)定性很高的2.8V基準(zhǔn)電源，通過(guò)電阻分壓器可獲得所需的基準(zhǔn)電壓。能通過(guò)內(nèi)部的模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)極性顯示功能。輸入阻抗高，對(duì)輸入信號(hào)無(wú)衰減作用。整機(jī)組裝方便，無(wú)需外加有源器件，配上電阻、電容和LED共陽(yáng)極數(shù)碼管，就能構(gòu)

56、成一只直流數(shù)字電壓表頭。噪音低，溫漂小，具有良好的可靠性，壽命長(zhǎng)。芯片本身功耗小于15mw(不包括LED)，不設(shè)有專(zhuān)門(mén)的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。使用時(shí)可將LED共陽(yáng)極數(shù)數(shù)碼管公共陽(yáng)極接，可以方便的進(jìn)行功能檢查，ICL7107引腳圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 ICL7107引腳圖</p><p>　　和分別接電源的正極和負(fù)極；～、～、～分別為個(gè)位、十位、百位筆畫(huà)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，依次

57、接各LED數(shù)碼管的相應(yīng)筆畫(huà)電極；ABK為千位筆畫(huà)驅(qū)動(dòng)信號(hào),接千位LED數(shù)碼管；RM為L(zhǎng)ED數(shù)碼管公共電極的驅(qū)動(dòng)端,接LED共陽(yáng)數(shù)碼管的5腳和10腳；～為時(shí)鐘振蕩器的引出端，外接阻容或石英晶體組成的振蕩器；第38腳至第40腳電容量的選擇按式（3-1）計(jì)算：</p><p>　　=0.45/RC （3-1）</p><p>　　COM為模擬信號(hào)公共

58、端，簡(jiǎn)稱(chēng)“模擬地”，使用時(shí)一般與輸入信號(hào)的負(fù)端以及基準(zhǔn)電壓的負(fù)極相連；TEST為測(cè)試端，該端一般不用，使用時(shí)需經(jīng)過(guò)500Ω 電阻接至邏輯電路的公共地，故也稱(chēng)“邏輯地”或“數(shù)字地”；與為基準(zhǔn)電壓正負(fù)端；與為外接基準(zhǔn)電容端；27腳接積分電容器，必須選擇溫度系數(shù)小不致使積分器的輸入電壓產(chǎn)生漂移現(xiàn)象的元件；和為模擬量輸入端，分別接輸入信號(hào)的正端和負(fù)端；AZ為積分器和比較器的反向輸入端，接自動(dòng)調(diào)零電容，如果應(yīng)用在200mv滿(mǎn)刻度的場(chǎng)合是使用0.4

59、7μF，而2V滿(mǎn)刻度是0.047μF；BUF為緩沖放大器輸出端，接積分電阻，其輸出級(jí)的無(wú)功電流是100μA，而緩沖器與積分器能夠供給20μA的驅(qū)動(dòng)電流，從此腳接一個(gè)積分電阻至積分電容器，其值在滿(mǎn)刻度200mv時(shí)選用47K，而2V滿(mǎn)刻度則使用470K。</p><p>　　3.2.2 ICL7107的工作原理 </p><p>　　圖3-3 ICL7107工作原理圖</p>

60、<p>　　圖3-3 ICL7107工作原理圖</p><p>　　雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107是一種間接A/D轉(zhuǎn)換器。它通過(guò)對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓分別進(jìn)行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時(shí)間間隔，然后利用脈沖時(shí)間間隔，進(jìn)而得出相應(yīng)的數(shù)字性輸出。它的原理性框圖如圖3-3所示。</p><p>　　它包括積分器、比較器、計(jì)數(shù)器，控制邏輯和時(shí)鐘信號(hào)源。積分器是A/

61、D轉(zhuǎn)換器的心臟，在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)，積分器先后對(duì)輸入信號(hào)電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行兩次積分。比較器將積分器的輸出信號(hào)與零電平進(jìn)行比較，比較的結(jié)果作為數(shù)字電路的控制信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)器對(duì)反向積分過(guò)程的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。控制邏輯包括分頻器、譯碼器、相位驅(qū)動(dòng)器、控制器和鎖存器。分頻器用來(lái)對(duì)時(shí)鐘脈沖逐漸分頻，得到所需的計(jì)數(shù)脈沖和共陽(yáng)極LED數(shù)碼管公共電極所需的方波信號(hào)。譯碼器為BCD七段譯碼器，將計(jì)數(shù)器的BCD碼譯成LED數(shù)碼管七段筆畫(huà)組成數(shù)字的相應(yīng)編碼

62、。驅(qū)動(dòng)器是將譯碼器輸出對(duì)應(yīng)于共陽(yáng)極數(shù)碼管七段筆畫(huà)的邏輯電平變成驅(qū)動(dòng)相應(yīng)筆畫(huà)的方波?？刂破鞯淖饔糜腥齻€(gè)：第一，識(shí)別積分器的工作狀態(tài)，適時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，使各模擬開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)，A/D轉(zhuǎn)換器能循環(huán)進(jìn)行。第二，識(shí)別輸入電壓極性，控制LED數(shù)碼管的負(fù)號(hào)顯示。第二，當(dāng)輸入電壓超量限時(shí)發(fā)出溢出信號(hào)，使符號(hào)位顯示“1”，其余碼全部熄滅。調(diào)鎖存器用來(lái)存放A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，鎖存器的輸出經(jīng)譯碼器后驅(qū)動(dòng)LED 。</p><p>　　3

63、.3 測(cè)溫電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 溫標(biāo)的基本概念</p><p>　　物體的受熱程度通常用“溫度”來(lái)表征，用來(lái)衡量物體溫度的尺子稱(chēng)為“溫度標(biāo)尺”，簡(jiǎn)稱(chēng)“溫標(biāo)”。它標(biāo)定了溫度的零點(diǎn)和基本測(cè)量單位。目前國(guó)際上用得較多的溫標(biāo)有熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)。熱力學(xué)溫標(biāo)和國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)的單位是K，攝氏溫標(biāo)的單位是℃，華氏溫標(biāo)的單位是℉。本系統(tǒng)作為一般的環(huán)境溫度測(cè)量使

64、用，為更貼近人們?nèi)粘Ｉ盍?xí)慣一律采用攝氏溫標(biāo)：℃作為溫度的基本表示單位。</p><p>　　3.3.2 溫度傳感器的比較與選擇</p><p>　　由于溫度傳感器的種類(lèi)較多，同時(shí)針對(duì)本文設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)測(cè)量環(huán)境的需要，提出了以下四種選擇方案：</p><p>　　方案一：采用集成電路溫度傳感器AD590，AD590為電流輸出型的集成溫度傳感器，它所流過(guò)的電流數(shù)值(

65、微安級(jí))等于絕對(duì)溫度(開(kāi)爾文)的度數(shù)，激勵(lì)電壓可以從+4V～+40V，溫度范圍-55℃～+150℃，標(biāo)準(zhǔn)輸出為1μA/K的線(xiàn)性關(guān)系。因?yàn)槭请娏鬏敵?，易于遠(yuǎn)距離傳輸，不會(huì)因電壓降或感應(yīng)噪聲電壓影響而產(chǎn)生誤差，且AD590是半導(dǎo)體結(jié)效應(yīng)式溫度傳感器，它具有很高的工作精度和較寬的線(xiàn)性工作范圍，利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值與熱力學(xué)溫度和通過(guò)發(fā)射極電流的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)，具有線(xiàn)性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需外部校

66、準(zhǔn)。</p><p>　　方案二：采用PT100，它是一種使用比較普遍的溫度傳感器，精度比AD590稍差一些，誤差在0.5℃，用在一般電路上還是足夠了。測(cè)溫范圍是-50℃～+150℃。它的工作原理是：在探頭里填充熱敏電阻材料，當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí)，它的阻值會(huì)隨之改變。當(dāng)溫度升高時(shí)，它的阻值會(huì)變大，后面的控制電路會(huì)根據(jù)相應(yīng)輸出的阻值不同，而驅(qū)動(dòng)顯示相應(yīng)的溫度值，而且它與AD590相比，價(jià)格也便宜了許多。但它也有自己

67、的缺點(diǎn)和不足，那就是靈敏度較差。當(dāng)外界溫度變化較大時(shí)，熱敏電阻的阻值是緩慢變化的，而不能突變。所以到后面的驅(qū)動(dòng)顯示需要一段時(shí)間，形成了測(cè)溫上的滯后。但對(duì)于那些要求不高的電路來(lái)說(shuō)，這種溫度傳感器還是被廣泛使用的。</p><p>　　方案三：采用KTY10，這種溫度傳感器是目前比較高端的傳感器，它的精度非常高，誤差僅為0.1℃，且靈敏度很高，測(cè)溫范圍特別寬，能達(dá)-200℃～+500℃甚至更寬。因?yàn)槭歉叨似骷砸?/p>

68、般都用在要求很高的電路和設(shè)備上。而且它的價(jià)格十分昂貴，國(guó)產(chǎn)的就高達(dá)一百多元，進(jìn)口的更是達(dá)到二三百元。因此對(duì)于普通的小型電路，根本無(wú)需這種高端傳感器。</p><p>　　方案四：采用熱電偶溫差電路測(cè)溫，溫度檢測(cè)部分可以使用低溫?zé)崤?，熱電偶由兩個(gè)焊接在一起的異金屬導(dǎo)線(xiàn)所組成，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)由兩種金屬的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成。通過(guò)將參考結(jié)點(diǎn)保持在已知溫度并測(cè)量該電壓，便可推斷出檢測(cè)結(jié)點(diǎn)的溫度。數(shù)據(jù)采集部

69、分則使用A/D 轉(zhuǎn)換器，將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換后通過(guò)顯示電路，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)。熱電偶的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度范圍非常寬，且體積小，但是它們也存在著輸出電壓小、容易遭受來(lái)自導(dǎo)線(xiàn)環(huán)路的噪聲影響以及漂移較高的缺點(diǎn)。</p><p>　　3.3.3 確定選擇方案</p><p>　　在各種方案中，熱電偶由于熱電勢(shì)小，靈敏度低，熱電阻的非線(xiàn)性影響其精度，KTY10溫

70、度傳感器的成本高，且易受氧化影響。而AD590是單片集成溫度傳感器，測(cè)溫范圍為-55℃～+150℃，利用半導(dǎo)體三極管的基極與發(fā)射極之間的電壓大約具有-2.2mv/℃的溫度系數(shù)實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)，且AD590是電流型集成溫度傳感器的代表產(chǎn)品，除具有一般集成溫度傳感器的共同特點(diǎn)：靈敏度高、準(zhǔn)確度高、體積小、電路接口方便、價(jià)格低廉、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)外，還具有自身所特有的一些性能特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：測(cè)溫不需要參考點(diǎn)；工作電壓在4～30V時(shí)都能獲得穩(wěn)定的輸

71、出信號(hào)，其線(xiàn)性電流輸出為1μA/K；以熱力學(xué)溫標(biāo)零點(diǎn)作為零輸出點(diǎn)，在25℃時(shí)的輸出電流為298.2μA；因?yàn)閷?duì)芯片進(jìn)行了激光校正，其具有良好的互換性，且校準(zhǔn)準(zhǔn)確度可達(dá)±0.5℃；使用時(shí)接口簡(jiǎn)單；輸出阻抗高達(dá)10MΩ以上，適用于遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)距離控制。</p><p>　　經(jīng)過(guò)方案比較，綜合各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定選擇第一種方案。與后幾種方案相比，第一種方案中AD590是美國(guó)Analog De

72、vices公司生產(chǎn)的二端式集成溫度傳感器，利用半導(dǎo)體的結(jié)效應(yīng)，它所流過(guò)的電流數(shù)值(微安級(jí))等于絕對(duì)溫度(開(kāi)爾文)的度數(shù)，激勵(lì)電壓可以從+4V到+30V范圍變化，測(cè)溫范圍-55℃～+150℃完全能滿(mǎn)足技術(shù)要求。因?yàn)槭请娏鬏敵?，易于遠(yuǎn)距離傳輸，且不會(huì)因電壓降或感應(yīng)噪聲電壓影響產(chǎn)生誤差。</p><p>　　3.3.4 AD590工作原理</p><p>　　在被測(cè)溫度一定時(shí)，AD590相當(dāng)于

73、一個(gè)恒流源，把它和5～30V的直流電源相連，并在輸出端串接一個(gè)電阻。那么，此電阻上流過(guò)的電流將和被測(cè)溫度成正比。其基本電路如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 AD590內(nèi)部基本電路圖</p><p>　　圖3-4是利用Δ特性的集成PN結(jié)傳感器的感溫部分核心電路。其中、起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流和相等；、是感溫用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和工藝完全相同，但實(shí)質(zhì)上是由

74、n個(gè)晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面積是的n倍。和的發(fā)射結(jié)電壓和經(jīng)反極性串聯(lián)后加在電阻R上，所以R上端電壓為Δ。因此，電流按式（3-2）計(jì)算：</p><p>　?。溅ぃ疪＝（KT／q）（lnn）／R （3-2）</p><p>　　式中K為波爾茲曼常數(shù)，q為電子電量。對(duì)于A(yíng)D590，n＝8，這樣，電路的總電流將與熱力學(xué)溫度T成正比，將此電流引至負(fù)載電阻RL上便可得到與T成正

75、比的輸出電壓。由于利用了恒流特性，所以輸出信號(hào)不受電源電壓和導(dǎo)線(xiàn)電阻的影響。圖3-4中的電阻R是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準(zhǔn)溫度下可得到1μA／℃的電流輸出。溫度檢測(cè)電路如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 溫度檢測(cè)電路圖</p><p>　　3.4 積分電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　ICL7107芯片的27、28、2

76、9腳組成積分電路，27腳接積分電容，典型值為0.22μF 。29腳接自動(dòng)調(diào)零電容(此元件宜選用無(wú)感式滌綸電容)，28腳接積分電阻(積分電容和積分電阻應(yīng)保證質(zhì)量)。29腳為積分器和比較器的反向輸入端，接自動(dòng)調(diào)零電容如果應(yīng)用在200mv滿(mǎn)刻度的場(chǎng)合是使用0.47μF，而2V滿(mǎn)刻度是0.047μF，而本硬件電路顯示最大值為“-199”約等于200mv滿(mǎn)刻度，所以選用0.47μF的電容。28腳為緩沖放大器輸出端，接積分電阻，其輸出級(jí)的無(wú)功電流是

77、100μA，而緩沖器與積分器能夠供給20μA的驅(qū)動(dòng)電流，從此腳接一個(gè)電阻至積分電容器，其值在滿(mǎn)刻度200mV時(shí)選用47K，而2V滿(mǎn)刻度則使用470K。其積分電路如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 積分電路原理圖</p><p>　　3.5 零點(diǎn)校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　零點(diǎn)校準(zhǔn)電路由A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107的30和31引腳外接0.01μF電容

78、、10K電位器、12K、10K電阻組成。</p><p>　　溫度表在使用前要進(jìn)行溫度校準(zhǔn)，校準(zhǔn)采用比較法。校準(zhǔn)的過(guò)程是這樣的：電路連接好后，將溫度傳感器和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)放入冰水混合物中。等待一段時(shí)間，當(dāng)數(shù)碼管顯示值穩(wěn)定后微調(diào)電位器RP1，使溫控表讀數(shù)為“00.0”。然后將溫度傳感器移出，等待一段時(shí)間，重新插入冰水混合物中，這樣反復(fù)進(jìn)行幾次，校準(zhǔn)就完成了。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后，溫度測(cè)量更加準(zhǔn)確，系統(tǒng)性能穩(wěn)定。其電路如圖3-7所

79、示。</p><p>　　圖3-7 零點(diǎn)校準(zhǔn)電路圖</p><p>　　3.6 沸點(diǎn)校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　沸點(diǎn)校準(zhǔn)電路由A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107的32、35和36腳外接10K電位器、10K電阻組成。</p><p>　　沸點(diǎn)校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)同零點(diǎn)校準(zhǔn)電路類(lèi)似，在使用前同樣要進(jìn)行沸點(diǎn)溫度校準(zhǔn)，校準(zhǔn)同樣采用比較法。校準(zhǔn)的過(guò)程如下：電

80、路連接好后，將溫度傳感器和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)放入100℃沸水中。等待一段時(shí)間，當(dāng)數(shù)碼管顯示值穩(wěn)定后微調(diào)電位器RP2，使溫控表讀數(shù)為“100.0”。然后將溫度傳感器移出，等待一段時(shí)間，重新插入100℃沸水中，這樣反復(fù)進(jìn)行幾次，校準(zhǔn)就完成了。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后，溫度測(cè)量更加準(zhǔn)確，系統(tǒng)性能穩(wěn)定。其電路如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 沸點(diǎn)校準(zhǔn)電路圖</p><p>　　3.7 時(shí)鐘振蕩電路的設(shè)計(jì)&

81、lt;/p><p>　　時(shí)鐘振蕩電路由ICL7107的38、39腳外接電阻和電容共同構(gòu)成IC內(nèi)部振蕩器的RC電路。該電路的時(shí)鐘頻率為48KHz，測(cè)量速率為3次/s?！珵闀r(shí)鐘振蕩器的引出端，外接阻容或石英晶體組成的振蕩器。第38腳至第40腳電容量的選擇是根據(jù)公式(3-1)來(lái)計(jì)算，一般C4取100pF，由于雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器第一次積分階段的時(shí)間為電網(wǎng)工頻周期20ms(50Hz)的整數(shù)倍時(shí)具有無(wú)窮大的抑制串模干擾的能力。

82、因此，輸入脈沖的頻率根據(jù)公式(3-3)計(jì)算：</p><p>　　(1000Tosc)×4=(20ms) ×N (3-3)</p><p>　　取N=4，可求得Tosc=0.02ms，故fosc=48kHz，則采樣速率根據(jù)公式(3-4)計(jì)算：</p><p>　　SR=48kHz/(4000×4)=3

83、次/s (3-4)</p><p>　　根據(jù)公式(3-1)可求出R=93.75k，故R9電阻取近似值100k。其電路如圖3-9所示。</p><p>　　圖3-9 時(shí)鐘振蕩電路圖</p><p>　　3.8 負(fù)5V供電電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　負(fù)電壓電源可以從電路外部直接使用 7905 等芯片來(lái)提供，但

84、是這需要外接電源，且本電路中采用四節(jié)干電池供電，電壓過(guò)低難以實(shí)現(xiàn)。通常采用簡(jiǎn)單方法，利用一個(gè)反向器就可以解決問(wèn)題，這樣電路簡(jiǎn)單，成本低。</p><p>　　本文介紹的方法是用74L04六反相器外接4.7μF電容和IN4148二極管組成，74LS04六反相器1腳利用A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107的38腳時(shí)鐘信號(hào)，ICL7107的阻容振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號(hào)送給74LS04進(jìn)行兩個(gè)非門(mén)的整形，然后利用二極管的單向?qū)щ娞匦?/p>

85、與電容的充放電原理，產(chǎn)生負(fù)5V電壓供給ICL7107的負(fù)電源輸入端，使之能夠正常工作，其電路如圖3-10所示。</p><p>　　圖3-10 負(fù)5V供電電路原理圖</p><p><b>　　本章小結(jié) </b></p><p>　　本章對(duì)各單元電路的原理和功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述,針對(duì)硬件設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題提出了解決的辦法,并為后續(xù)整機(jī)電路的

86、設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，實(shí)驗(yàn)證明本設(shè)計(jì)中各單元電路設(shè)計(jì)方案正確可行,各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定可靠。</p><p>　　第4章 整機(jī)電路的工作原理</p><p><b>　　4.1 整機(jī)電路圖</b></p><p>　　圖4-1 整機(jī)電路原理圖</p><p>　　4.2 整機(jī)電路工作原理</p><p>　

87、　整機(jī)電路由符號(hào)顯示電路、十位顯示電路、個(gè)位顯示電路、小數(shù)位顯示電路、A/D轉(zhuǎn)換器電路、測(cè)溫電路、積分電路、零點(diǎn)校準(zhǔn)電路、沸點(diǎn)校準(zhǔn)電路、時(shí)鐘振蕩電路、負(fù)5V供電電路等十一部分組成。</p><p>　　利用集成溫度傳感器AD590內(nèi)部半導(dǎo)體的結(jié)效應(yīng)，它所流過(guò)的電流數(shù)值（微安級(jí)）等于絕對(duì)溫度（開(kāi)爾文）的度數(shù)，激勵(lì)電壓在+4V～+30V之間，所以整機(jī)電路的電源采用四節(jié)干電池供電，電壓為6V，測(cè)溫范圍為-55℃～+15

88、0℃，標(biāo)準(zhǔn)輸出為1μA/K的線(xiàn)性關(guān)系。當(dāng)溫度傳感器AD590感應(yīng)外界的溫度變化后，流經(jīng)它的電流就會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，而且是呈線(xiàn)性變化的，絕對(duì)溫度與攝氏溫度的轉(zhuǎn)換根據(jù)公式（4-1）計(jì)算：</p><p>　　T=273.2+t(℃) （4-1）</p><p>　　流過(guò)器件的電流i為攝氏溫度t的函數(shù)，見(jiàn)公式（4-2）。</p><

89、;p>　　i(t)=(273.2+t) ×1μA/K （4-2）</p><p>　　因此，輸出電流為1μA/℃，即溫度每變化1℃，輸出電流變化1μA。由于在電路中串上了一個(gè)分壓電阻，當(dāng)溫度變化時(shí)，該電阻就會(huì)將電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。此時(shí)，ICL7107的輸入端將得到隨溫度變化而變化的電壓信號(hào)，但該電壓信號(hào)是模擬信號(hào)，由ICL7107內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路把輸入

90、的信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)自身的驅(qū)動(dòng)電路，把測(cè)得的量送給外圍的數(shù)碼管進(jìn)行顯示。與此同時(shí)，ICL7107的阻容振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號(hào)送給74LS04進(jìn)行兩個(gè)非門(mén)的整形，然后利用二極管的單向?qū)щ娦耘c電容的充放電原理，產(chǎn)生-5V電壓供給ICL7107的負(fù)電源輸入端，使之能夠正常工作，而正電壓則由電池供給。</p><p><b>　　本章小結(jié) </b></p><p>　

91、　本章在結(jié)合各單元電路功能的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了整機(jī)電路,并對(duì)整機(jī)電路的組成和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述。實(shí)驗(yàn)證明整機(jī)電路的設(shè)計(jì)方案正確可行,各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定可靠。</p><p>　　第5章 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試</p><p><b>　　5.1 電路的安裝</b></p><p>　　5.1.1 元件的檢測(cè)</p><p>

92、　　按電路圖買(mǎi)好元件后首先檢查買(mǎi)回元件的好壞，按各元件的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，而且要認(rèn)真核對(duì)與原理圖是否一致，在檢查好后才可上件、焊件，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤焊件后不便改正。</p><p>　　5.1.2 整機(jī)的布線(xiàn)原則</p><p>　?。?）安裝分立元件應(yīng)便于看到其極性和標(biāo)志。為防止集成電路受損，在插入或拔出時(shí)要非常細(xì)心。插入時(shí)應(yīng)使器件的方向一致，缺口朝左，使所有引腳均對(duì)準(zhǔn)插座板上的小孔，均勻用

93、力按下，拔出時(shí)必須用專(zhuān)用拔鉗，夾住集成塊兩頭，垂直往上拔起。</p><p>　?。?）根據(jù)信號(hào)流向的順序，按電路順序直線(xiàn)排列，輸入與輸出線(xiàn)遠(yuǎn)離，采用邊安裝邊調(diào)試的方法。元器件安裝之后，先安電源線(xiàn)和地線(xiàn)，為方便查找，連線(xiàn)應(yīng)用不同的顏色加以區(qū)分，正電源應(yīng)用紅色絕緣皮的導(dǎo)線(xiàn)，地線(xiàn)用黑色。</p><p>　?。?）把使用的導(dǎo)線(xiàn)拉直，導(dǎo)線(xiàn)兩頭各留6mm左右作為插入插孔的長(zhǎng)度。布線(xiàn)時(shí)要注意器件周?chē)?/p>

94、走線(xiàn)，不允許導(dǎo)線(xiàn)在集成塊上方跨過(guò)，導(dǎo)線(xiàn)不能交叉。 </p><p>　　5.1.3 元件的組裝</p><p>　　按原理圖的位置放置各元件，在放置過(guò)程中要先放置、焊接較低的元件，后焊較高和要求較高的元件。特別是容易損壞的元件要后焊，在焊集成芯片時(shí)連續(xù)焊接時(shí)間不要超過(guò)10s，或先焊接芯片座，焊好后將芯片插在芯片座上，注意芯片的安裝方向。</p><p><

95、b>　　5.2 電路的調(diào)試</b></p><p>　　本機(jī)制作容易，因ICL7107為CMOS電路，宜使用IC插座，當(dāng)各元件焊接完畢后再插入ICL7107。焊接好后，準(zhǔn)備好0℃的冰水混合物和100℃的沸水。將一支測(cè)溫范圍在0～100℃的水銀溫度計(jì)與測(cè)溫探頭一起插入冰水混合物中，待水銀柱穩(wěn)定后微調(diào)電位器RP1，使數(shù)碼管顯示“00.0”，再把水銀溫度計(jì)與測(cè)溫探頭一起插入沸水中，待水銀柱停止上升后（

96、一般為100℃），微調(diào)電位器RP2，使數(shù)碼管顯示“100.0”。重復(fù)調(diào)整多次即可（但應(yīng)注意從沸水中或冰水混合物中取出再插入時(shí)，要等一些時(shí)間，以免損壞傳感器），調(diào)節(jié)完成后應(yīng)保持電位器的阻值不變。</p><p>　　經(jīng)過(guò)以上調(diào)試，若電路不能正常工作，則進(jìn)行以下調(diào)試：將37腳的TEST端與l腳短接，表頭應(yīng)顯示-1888，這時(shí)可檢查顯示是否缺筆畫(huà)。如有，大多是引腳、連線(xiàn)虛焊；將與短接，表頭應(yīng)顯示為“0000”，若不為零

97、，則應(yīng)檢查自動(dòng)校零電容C2和參考電容C3是否漏電；將3l腳與36腳短接，表頭讀數(shù)應(yīng)為1000，若有偏差，調(diào)電位器RP，若仍然不行，則多半是RP、積分電容損壞；將32腳與26腳短接，表頭的最高位應(yīng)顯示“-l”，其它位均不亮，否則，應(yīng)檢查電源或換芯片；將芯片ICL7107正確的插入插槽，用溫度計(jì)測(cè)出此時(shí)的室溫，給電路板接通+5V電源，然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使數(shù)碼管顯示到當(dāng)前溫度。</p><p><b>　　本

98、章小結(jié) </b></p><p>　　本章對(duì)硬件電路的安裝與調(diào)試進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述，經(jīng)過(guò)調(diào)試后系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)準(zhǔn)確無(wú)誤，穩(wěn)定可靠。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文介紹的數(shù)字溫度計(jì)電路在硬件上采用集成溫度傳感器AD590來(lái)檢測(cè)溫度，測(cè)溫準(zhǔn)確，精度高。使用A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107進(jìn)

99、行放大、轉(zhuǎn)換、譯碼和驅(qū)動(dòng)。利用四個(gè)LED數(shù)碼管構(gòu)成三位半數(shù)顯溫度表來(lái)顯示實(shí)測(cè)溫度，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好。由于采用±5V雙電源供電，使系統(tǒng)的抗干擾性能得到加強(qiáng)。利用A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘信號(hào)，由74LS04六反向器外接二極管、電容等構(gòu)成-5V供電電路，充分利用了ICL7107的外部引腳資源，解決了用W7805穩(wěn)壓器時(shí)電路不共地的問(wèn)題，使電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化、完美。</p><p>　　本設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。經(jīng)

100、驗(yàn)收測(cè)試，該數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案正確可行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定可靠。</p><p>　　雖然本文介紹的數(shù)字溫度計(jì)有許多優(yōu)點(diǎn)，但在設(shè)計(jì)當(dāng)中也存在一些不足，如溫度傳感器測(cè)溫時(shí)有一定的時(shí)間延遲，系統(tǒng)反應(yīng)緩慢。另外，與單片機(jī)控制的智能溫度計(jì)相比，該數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)功能單一。由于采用專(zhuān)用集成芯片控制，可擴(kuò)展空間有限，沒(méi)有添加超溫報(bào)警，日期顯示等附加功能。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)在前期原理分析與硬件電路調(diào)

101、試過(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題，走了許多彎路，但在不斷地摸索過(guò)程中尋找到了答案。例如，將數(shù)碼管引腳采用總線(xiàn)連接，與驅(qū)動(dòng)芯片各引腳連成一點(diǎn)，本以為芯片會(huì)自動(dòng)分辨出驅(qū)動(dòng)引腳位置，可結(jié)果卻不然。在焊接過(guò)程中，器件選擇時(shí)由于色環(huán)電阻顏色標(biāo)示不太清楚，開(kāi)始焊接前也未用萬(wàn)用表重新量過(guò)，誤把4.7K當(dāng)作47K電阻來(lái)用，導(dǎo)致電路工作不穩(wěn)定，隨后其余的均通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)量進(jìn)行選擇，后續(xù)焊接過(guò)程較快。之后的整機(jī)調(diào)試過(guò)程中，基準(zhǔn)電壓和零點(diǎn)調(diào)整較快，在調(diào)溫度測(cè)量選擇時(shí)，

102、0℃調(diào)節(jié)好后，數(shù)碼管顯示正常，但是在沸點(diǎn)100℃的時(shí)候誤差值較大，開(kāi)始時(shí)以為分壓電阻選錯(cuò)，進(jìn)行了調(diào)節(jié)并更換了電阻和電位器，還是不成功。之后確定送顯示部分有問(wèn)題存在，電路中粗測(cè)了各選擇電容和電阻器件，也都沒(méi)有錯(cuò)誤，最后發(fā)現(xiàn)電路中的一個(gè)關(guān)鍵部分，也是最容易被忽略的地方電源存在問(wèn)題。本電路電源部分采用干電池供電，由于電池放置時(shí)間過(guò)久，導(dǎo)致供電電壓不穩(wěn)定，換過(guò)新電池后電路恢復(fù)正常。</p><p>　　總結(jié)本次設(shè)計(jì)，在整

103、個(gè)過(guò)程中從每個(gè)細(xì)節(jié)入手，既將學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到了具體實(shí)踐當(dāng)中，又增加了自己的實(shí)際操作和排錯(cuò)的能力?？傊?，千言萬(wàn)語(yǔ)一個(gè)道理：成功需要堅(jiān)持，缺少每一步都不可能將目標(biāo)完整的實(shí)現(xiàn)，實(shí)踐的過(guò)程中需要細(xì)心，只有細(xì)致才能使效率更高，才能將每個(gè)步驟完美的完成。 </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)圓滿(mǎn)結(jié)束。經(jīng)過(guò)本人的不懈努力以及x

104、x老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成。在此，要特別鳴謝指導(dǎo)教師白娜以及實(shí)驗(yàn)室的各位老師們！</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間我的設(shè)計(jì)和論文都是在*老師全面、具體的指導(dǎo)下進(jìn)行的，老師對(duì)論文的選題、構(gòu)思、資料收集到最后定稿的各個(gè)階段都給了我很大的寶貴意見(jiàn)和悉心指導(dǎo)，認(rèn)真幫助我糾正設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤和論文寫(xiě)作上的不規(guī)范之處，在*老師的指導(dǎo)和幫助下我才得以順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，誨人不倦的師者風(fēng)范