数字温度计设计报告
数字温度计DS18B20课程设计报告
数字温度计DS18B20课程设计报告1. 课程设计背景数字温度计是一款可以测量温度并输出数字信号的电子设备。
它具有高精度、可编程、低功耗等优点,因此在很多领域都有广泛应用,比如环境温度监测、工业控制、食品加工等。
DS18B20是一款数字温度传感器,它以数字方式输出采集到的温度值,精度高达±0.5℃,提供了多种通信协议,应用灵活。
在本次课程设计中,我们将学习如何使用DS18B20来制作一款数字温度计。
2. 课程设计目标在本次课程设计中,我们的目标是:1.学习数字温度计的工作原理和基本构成;2.掌握DS18B20的使用方法和通信原理;3.制作一款数字温度计,并进行温度测量和数据传输。
3. 课程设计内容3.1 数字温度计的工作原理数字温度计的工作原理是利用温度传感器采集温度信息,然后通过模数转换器(ADC)将模拟信号转换成数字信号,并且通过数字信号处理单元进行处理,并显示在屏幕上。
温度传感器一般分为两种类型,即模拟温度传感器和数字温度传感器。
3.2 DS18B20的使用方法和通信原理DS18B20可以通过多种通信协议与主控板进行通信,如1-wire协议、I2C协议等。
1-wire协议是一种仅使用单个总线的串行协议,利用单总线实现数据传输。
3.3 制作数字温度计我们可以通过编程语言来控制DS18B20进行温度采集,并用LCD屏幕显示温度值。
首先要准备所需的材料和工具,包括Arduino开发板、DS18B20传感器、LCD显示屏、杜邦线、面包板等。
具体步骤如下:•连接DS18B20传感器•连接LCD显示屏•编写程序4. 课程设计成果经过学习和实际操作,我们可以掌握数字温度计的工作原理和基本构成,以及DS18B20的使用方法和通信原理。
同时,我们可以独立制作一款数字温度计,在温度测量和数据传输方面有了实际经验。
这些知识和技能对于我们学习和研究电子技术都非常有帮助。
5.通过本次课程设计,我们学习了数字温度计的工作原理和基本构成,以及DS18B20的使用方法和通信原理。
数字温度计设计实验报告
数字温度计设计实验报告标题:数字温度计设计实验报告摘要:本实验旨在设计一个数字温度计,并通过实验验证其准确性和稳定性。
实验采用了数字温度传感器和微控制器进行设计,通过对比实验结果和标准温度计的测量结果,验证了数字温度计的准确性和稳定性。
实验结果表明,设计的数字温度计具有较高的测量精度和稳定性,可应用于工业生产和科研领域。
引言:温度是物体内部分子运动的表现,是一个重要的物理量。
在工业生产和科研领域,准确测量温度对于控制生产过程、保证产品质量和研究物质性质具有重要意义。
传统的温度计有玻璃温度计、金属温度计等,但其测量范围有限,且不便于数字化处理。
因此,设计一种数字温度计具有重要意义。
实验设计:本实验采用数字温度传感器和微控制器进行设计。
数字温度传感器采集环境温度,并将信号传输给微控制器进行处理。
微控制器通过内部算法对温度信号进行处理,并将结果显示在数码管上。
实验采用标准温度计测量环境温度,并将结果作为对比实验。
实验步骤:1. 搭建数字温度计实验平台,连接数字温度传感器和微控制器;2. 将标准温度计放置在与数字温度传感器相同的环境中,测量环境温度;3. 同时,数字温度传感器采集环境温度,并将结果显示在数码管上;4. 对比标准温度计和数字温度计的测量结果,分析其准确性和稳定性。
实验结果:经过对比实验,标准温度计和数字温度计的测量结果基本一致,表明设计的数字温度计具有较高的测量精度。
在不同环境温度下,数字温度计的测量结果稳定,显示出良好的稳定性。
因此,设计的数字温度计具有较高的准确性和稳定性,可应用于工业生产和科研领域。
结论:本实验成功设计了一个数字温度计,并验证了其准确性和稳定性。
设计的数字温度计具有较高的测量精度和稳定性,可满足工业生产和科研领域对于温度测量的要求。
未来可以进一步优化设计,提高数字温度计的性能,并拓展其在更广泛的领域应用。
DS18B20数字温度计设计实验报告(1)【范本模板】
单片机原理及应用课程设计报告书题目:DS18B20数字温度计姓名: 李成学号:133010220指导老师:周灵彬设计时间: 2015年1月目录1. 引言 (3)1。
1.设计意义31.2。
系统功能要求32。
方案设计 (4)3. 硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。
系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8. 参考文献 (15)DS18B20数字温度计设计1.引言1.1. 设计意义在日常生活及工农业生产中,经常要用到温度的检测及控制,传统的测温元件有热电偶和热电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,需要比较多的外部硬件支持。
其缺点如下:●硬件电路复杂;●软件调试复杂;●制作成本高.本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为—55~125℃,最高分辨率可达0。
0625℃。
DS18B20可以直接读出被测温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的热点。
1.2. 系统功能要求设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0~125℃,误差在±1℃以内,采用LED数码管直接读显示.2. 方案设计按照系统设计功能的要求,确定系统由3个模块组成:主控制器、测温电路和显示电路.数字温度计总体电路结构框图如4。
1图所示:图4.13。
硬件设计温度计电路设计原理图如下图所示,控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20,使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。
AT89C51 主 控制器 DS18B20 显示电路 扫描驱动主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和小体积等特点,两个端口刚好满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用.系统可用两节电池供电。
AT89C51的引脚图如右图所示:VCC:供电电压。
单c报告---课程设计报告书---数字温度计
课程设计报告书---数字温度计一、选题背景本实验课题是基于AT89C51单片机设计一个温度范围为-20-80℃,分辨率<±0.5℃的数字温度计。
设计实验中,考虑到A/D转换以及放大电路等各种因素,我组采用DS18B20温度传感器,在数码管显示方面,我们采用了LCD1602数码管。
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。
DS18B20测温原理如图1所示。
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。
LCD1602的8根数据线和3根控制线E,RS和R/W与单片机相连后即可正常工作。
一般应用中只须往LCD1602中写入命令和数据,因此,可将LCD1602的R/W读/写选择控制端直接接地,这样可节省1根数据线。
VO引脚是液晶对比度调试端,通常连接一个10kΩ的电位器即可实现对比度的调整;也可采用将一个适当大小的电阻从该引脚接地的方法进行调整,不过电阻的大小应通过调试决定.LCD1602的引脚图见下图2.图1.DS18B20原理图图2.LCD1602引脚图二、方案论证(设计理念)DS18B20温度传感器具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点,同时,它也具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样的特点。
实验要求用到A/D转换,DS18B20正好对应的就是数字信号输出。
因为我们需要显示的内容并不是很多,所以我们决定使用LCD1602显示屏,它是2行每16字符/行的显示屏,规划第一行显示温度,第二行显示温度是否超过阈值。
LCD1602的使用也非常简单方便。
整体来说该实验并不是很复杂,所以我们用到的程序以及设备也不会很麻烦,构思起来也比较清晰。
三、过程论述我们首先着力的是Keil程序编写,主要程序见图3。
数字温度计设计实验报告
数字温度计设计实验报告一、实验任务温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。
本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计,即用数字显示被测温度。
具体要求如下:(1). 测量范围-20,150度。
(2). 测量精度0.5度。
(3). 4位LED数码管显示。
通过温度传感器LM35采集到温度信号,经过整形电路送到A/D转换器,然后通过译码器驱动数码管显示温度。
ICL7107集A/D转换和译码器于一体,可以直接驱动数码管,省去了译码器的接线,使电路精简了不少,而且成本也不是很高。
ICL7107只需要很少的外部元件就可以精确测量0到200mv电压,LM35本身就可以将温度线性转换成电压输出。
综上所述,采用LM35采集信号,用ICL7107驱动数码管实现信号的显示。
故采用基于LM35与ICL7107的数字温度计设计方案。
二、原理框图传感器数码管驱A/D转化温度显示温度采集动三、电路原理及其电路组成数字温度计的设计原理图见附录1。
它通过LM35对温度进行采集,通过温度与电压近乎线性关系,以此来确定输出电压和相应的电流,不同的温度对应不同的电压值,故我们可以通过电压电流值经过放大进入到A/D转换器和译码器,再由数码管表示出来。
1、传感电路LM35具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。
因而,从使用角度来说,LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处,LM35无需外部校准或微调,可以提供?1/4?的常用的室温精度。
LM35具有以下特点:(1)工作电压:直流4,30V;(2)工作电流:小于133μA(3)输出电压:+6V,-1.0V(4)输出阻抗:1mA 负载时0.1Ω;(5)精度:0.5?精度(在+25?时);(6)漏泄电流:小于60μA;(7)比例因数:线性+10.0mV/?;(8)非线性值:?1/4?;(9)校准方式:直接用摄氏温度校准;(10)封装:密封TO-46 晶体管封装或塑料TO-92 晶体管封装;(11)使用温度范围:-55,+150?额定范围电压输出采用下图接法:2、A/D转化器ICL7107是高性能、低功耗的三位半A\D转换器,同时包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。
数字温度计课程设计报告书
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书(论文)课程名称:课程设计І设计题目:数字温度计的设计院系:电子与信息工程学院班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:2011年4月15日至2011年6月6日哈尔滨工业大学2011年4月15日星期五哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名:院(系):专业:班号:任务起至日期:2011年4 月15 日至2011 年6月5日课程设计题目:数字温度计的设计已知技术参数和设计要求:根据给定主要功能要求和主要元器件,设计一个完整的数字温度计。
(1) 自制稳压电源(2) 被测温度的范围在0至200°C(3) 用4位数码管显示温度值工作量:1.查找资料2.设计论证方案3.具体各个电路选择、元器件选择和数值计算4.具体说明各部分电路图的工作原理5.绘制电路原理图6.绘制印刷电路图7.元器件列表8.编写调试操作9.打印论文工作计划安排:1.查找资料、设计论证方案具体各个电路选择、元器件选择和数值计算绘制电路原理图一周2.绘制印刷电路图、元器件列表一周3.编写调试操作、打印论文一周同组设计者及分工:每人一组单独完成指导教师签字___________________2011年4月13日教研室主任意见:教研室主任签字___________________2011年4月13日*注:此任务书由课程设计指导教师填写。
一、任务技术指标主要内容:设计一个数字温度计,测量范围:0~200 O C。
温度的实时LED数字显示。
测量温度信号为模拟量。
基本要求:1.画出数字温度计的结构框图。
2.画出系统原理图、印制版图与仿真图。
3.计算所需器件数值,列写元器件清单4.进行调试操作5.按要求完成课程设计报告,打印报告二、总体设计思想1.基本原理温度的测量,在工业生产的过程和科研工作中都非常重要。
数字式温度测量的特点是采用数码管直接显示出被测温度值,这种数字显示不仅直观,测量精度高而且便于进行自动控制。
数字温度计课程设计报告
.课程设计报告书课程名称:单片机课程设计题目:数字温度计系别:电子工程系专业班级:电信1103班组员:张春良张吉晴贺凌伟田野学号:张春良:201106002347 张吉晴:201106002344 贺凌伟:201106002342 田野:201106002343 指导教师:李小武内容摘要:目前,单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用,它除了可以测量电信以外,还可以用于温度、湿度等非电信号的测量,能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。
单片机是一种特殊的计算机,它是在一块半导体的芯片上集成了CPU,存储器,RAM,ROM,及输入与输出接口电路,这种芯片称为:单片机。
由于单片机的集成度高,功能强,通用性好,特别是它具有体积小,重量轻,能耗低,价格便宜,可靠性高,抗干扰能力强和使用方便的优点,使它迅速的得到了推广应用,目前已成为测量控制系统中的优选机种和新电子产品中的关键部件。
单片机已不仅仅局限于小系统的概念,现已广泛应用于家用电器,机电产品,办公自动化用品,机器人,儿童玩具,航天器等领域。
本次课程设计,就是用单片机实现温度控制,传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器,但热敏电阻的可靠性差,测量温度准确率低,而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。
本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计。
本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温系统,并用LED数码管显示温度值,易于读数。
系统电路简单、操作简便,能任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值,系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。
关键词:单片机数字温度传感器数字温度计目录内容摘要 (2)1.概述 (4)1.1设计目的1.2设计原理1.3设计难点设计任务与要求 (4)设计方案与选材 (4)2.DS18B20温度传感器 (5)3.Proteus 仿真设计 (14)4.电路原理图 (16)5.PCB工程布线,布局 (17)6.实物图 (18)7.软件程序设计 (21)8.调试性能及分析 (26)9.课程设计心得 (26)10.参考文献 (28)附录 (28)1概述1.1设计目的随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
数字温度计的设计和制作实验报告
5
作R − (θ 以℃为单位)图并进行线性拟合得如下结果:
������
1
相关系数������ 2 = 0.99849; 斜率k1 = (1.040 ± 0.013) × 106 Ω℃; 截距b1 = (−105.5 ± 3.6) × 102 Ω; ∴ R = (1.040 ± 0.013) × 106 ������ + (−105.5 ± 3.6) × 102 ;
图 6:R − 关系图
������ 1 1
作R − ������ (T 以 K 为单位)图并进行线性拟合得如下结果: 相关系数������ 2 = 0.99703; 斜率������2 = (7.15 ± 0.13) × 107 ������ ∙ Ω; 截距������2 = (−2.13 ± 0.04) × 105 Ω; ∴ R = (7.15 ± 0.13) × 107 1 ������
一、 引言
利用温度传感器将对温度的测量转换为对电学量的测量是精确测温的常用方法。 热 敏电阻通常用半导体材料制成,分为负温度系数(NTC)热敏电阻和正温度系数(PTC) 热敏电阻两种。NTC 热敏电阻体积小,且其阻值随温度变化十分灵敏,因此被广泛应用 于温度测量、温度控制等 。本实验对 NTC 热敏电阻的温度特性进行了测量,并以 NTC 热敏电阻为测温元件,采用串联电路和非平衡电桥两种方法制作并校准数字体温计,实 现了一定温度范围内对温度的精确测量。
数字温度计的设计和制作
摘要:本文对负温度系数(NTC)热敏电阻的温度特性进行了研究,并以 NTC 热敏电阻 为测温元件, 采用串联电路和非平衡电桥两种方案制作量程为35℃~42℃的数字体温计, 并对其进行校准, 将温度转化为可测电学量。 制作的数字体温计电路简明, 精度较高 (误 差不超过0.1℃) ,达到了设计要求。 关键词:数字温度计、NTC 热敏电阻、温度特性
数字温度计实验报告
数字温度计实验报告实验名称:数字温度计制作实验实验目的:掌握数字温度计的制作过程及其原理,理解数字温度计的工作原理,培养实验操作能力和实验思维能力。
实验原理:数字温度计是用单片机芯片作为控制器,将温度传感器检测到的模拟信号转化为数字信号,再通过液晶显示屏实时显示温度值。
实验器材:1.数字温度计DIY套件2.电子元器件(电阻、电容、晶体振荡器、液晶显示器)3.电路板4.焊锡工具、插头线5.温度计测试仪器(模拟温度计、数字温度计)实验步骤:1.准备工作:(1)将电路板放置于安全、平稳的场所,清理干净表面。
(2)将电路板和电子元器件分类放置。
2.焊接电子元器件:(1)先将较小、比较短的元器件焊接上去。
如电容、电阻。
(2)再将较大、比较长的元器件焊接上去。
如晶体振荡器、液晶显示器。
3.安装液晶显示器:(1)连接液晶屏的后面板和电路板的对应接口。
(2)将液晶屏锁入安装板中,轻轻按压。
4.测试电路板:(1)使用模拟温度计测量温度,将温度传感器插入电路板。
(2)开启电源,读取电路板上液晶屏的显示数值和模拟温度计的数值,检测温度计的精度。
5.校正电路板:(1)进入电路板的校准程序,根据实测温度值和电路板显示的温度值进行校准。
(2)校准后,再次使用模拟温度计测量温度,检测校准的效果。
实验结果:根据实验结果,我们制作出了一个精度较高的数字温度计,它可以显示出实时温度值,可广泛应用于各种实际场合。
结论:通过此次实验,基本掌握了数字温度计的制作过程及其原理,加深了对数字温度计的理解,提升了实验操作能力和实验思维能力。
数字温度计系统详细设计报告
数字温度计系统详细设计报告一设计要求1.1.系统功能要求对于设计的数字温度计系统,主要是以AT89C51(AT89C52)单片机为控制核心,采用高精度的传感器(DS18B20)对需要测量的周围温度进行周期性的测量,并用简单的通信技术,数码管显示技术,误差修正等技术,以最新的DS18B20温度传感器作为测量元件,构成一个较简单的温度测量系统。
并最终能实现对周围环境中的温度数据的精确采集,加以处理后显示在由数码管组成的显示器上。
1.2.其他要求:该测量系统尽量做到体积小、精度较高、数据传输可靠性高、功耗低、功能易扩展,对周围环境的适应性要强。
另外从经费方面除了特殊元件外,本着一切在能实现功能的基础上从简选择的原则。
2.1方案论证与选择该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成,实现的方法有很多种,下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案(1)温度采集电路方案一采用热电偶温差电路测温,温度检测部分可以使用低温热偶,热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成,热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。
通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压,便可推断出检测结点的温度。
数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机,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。
热电偶的优点是工作温度范围非常宽,且体积小,但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点,并且这种设计需要用到A/D 转换电路,感温电路比较麻烦。
系统主要包括对A/D0809 的数据采集,自动手动工作方式检测,温度的显示等,这几项功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。
此外还有复位电路,晶振电路,启动电路等。
故现场输入硬件有手动复位键、A/D 转换芯片,处理芯片为51 芯片,执行机构有4 位数码管、报警器等。
单片机数字温度计课程设计报告
单片机数字温度计课程设计报告1.引言2.课程目标3.教学内容4.教学方法5.教学评价6.结论7.参考文献引言:数字温度计是现代生活中常用的一种温度测量工具。
对于学生来说,了解数字温度计的使用原理和正确使用方法是非常必要的。
因此,本课程设计旨在帮助学生掌握数字温度计的基本知识和技能,提高其实际应用能力。
课程目标:1.了解数字温度计的基本原理和结构。
2.掌握数字温度计的使用方法。
3.能够正确进行数字温度计的校准和维护。
4.能够应用数字温度计进行实际温度测量。
教学内容:1.数字温度计的基本原理和结构。
2.数字温度计的使用方法。
3.数字温度计的校准和维护。
4.数字温度计的实际应用。
教学方法:本课程采用讲授、实验和讨论相结合的教学方法。
通过讲解数字温度计的基本原理和结构,让学生了解数字温度计的工作原理;通过实验操作,让学生掌握数字温度计的使用方法和校准方法;通过讨论,让学生了解数字温度计的实际应用场景。
教学评价:本课程的教学评价主要采用考试和实验报告相结合的方式。
考试主要考查学生对数字温度计的理论知识掌握情况;实验报告主要考查学生对数字温度计的实际应用能力和实验操作能力。
结论:通过本课程的研究,学生能够掌握数字温度计的基本知识和技能,提高其实际应用能力,为其未来的研究和工作打下坚实的基础。
参考文献:1.《数字温度计使用手册》2.《数字温度计原理与应用》3.《温度测量技术与应用》1.设计任务1.1 设计目的本设计旨在实现一个温度监测系统,能够实时监测环境温度,并在温度超出预设范围时发出报警信号,同时在液晶显示屏上显示当前温度。
1.2 设计指标本设计的主要指标包括:温度监测精度、报警准确性、系统响应速度、硬件成本、软件复杂度等。
1.3 设计要求本设计要求系统稳定可靠,操作简便,能够满足实际应用需求。
2.设计思路与总体框图本系统采用单片机作为主控芯片,通过温度传感器采集环境温度,并将数据传输到单片机进行处理。
同时,液晶显示屏用于显示当前温度,按键用于对系统进行设置和调整。
数字温度计设计报告全解
数字温度计实验报告一,实验目的1. 学习80C52单片机的内部的定时器及各接口的功能及应用。
2. 设计任务及要求利用实验平台上LED数码管和蜂鸣器设计具有最低、最高温度查询,实时显示和报警功能的数字温度器。
二,实验要求基本要求:1:能够实时显示环境温度。
2:能够保存使用时间内的最大值和最小值,能够查阅。
3:有温度报警功能,能够设置报警温度。
用绿灯表示正常温度,红灯表示报警同时发声。
扩展功能:查询最低和最高温度时,指示灯蓝灯和黄灯分别表示当前先显示的是高温还是低温。
三,实验基本原理利用单片机定时器完成报警检测功能。
每隔一段时间定时器0对当前温度值进行检测,当超过设定温度30度时红灯亮并发生报警。
为了将时间在LED数码管上显示当前温度,采用动态显示法,由于静态显示法需要译码器,数据锁存器等较多硬件,可采用动态显示法实现LED显示,通过对每位数码管的依次扫描,使对应数码管亮,同时向该数码管送对应的字码,使其显示数字。
由于数码管扫描周期很短,由于人眼的视觉暂留效应,使数码管看起来总是亮的,从而实现了各种显示。
该设计采用四按键输入,当按键1(2)按下,可分别查看当前最低(最高)温度。
四,实验设计分析针对要实现的功能,采用AT89S52单片机和ds18b20温度传感器进行设计,AT89S52 单片机是一款低功耗,高性能CMOS8位单片机,它有以下特点:1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、晶片内部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至 12MHz)3、内部程序存储器(ROM)为 8KB4、内部数据存储器(RAM)为 256字节5、32 个可编程I/O 口线6、8 个中断向量源7、三个 16 位定时器/计数器8、三级加密程序存储器9、全双工UART串行通道Ds18b20管脚图为:ds18b20管脚图DS18B20的引脚功能:DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地。
数字温度计的设计与制作实验报告
数字温度计的设计与制作实验报告数字温度计的设计与制作实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计与制作数字温度计,深入理解温度测量原理及实现方式,锻炼电路设计与验证实验能力。
二、实验原理数字温度计是通过测量热敏电阻(PTC或NTC)的电阻值来计算温度的。
当温度升高时,热敏电阻的电阻值也会升高,反之亦然。
该实验利用了热敏电阻的这一特性,通过将热敏电阻串联到一定电路中,便可测量到其电阻值的变化,从而得到温度值。
此外,数字显示器可以根据电路中的控制信号对电阻值进行计算和显示,以数字形式直观显示温度。
三、实验器材与耗材器材:热敏电阻、AD转换芯片、单片机、数字显示器、蜂鸣器、键盘、面包板、杜邦线等。
耗材:焊锡、铜线、电池、电阻等。
四、实验步骤1.接线。
将热敏电阻串联到一个电路中,连接到AD转换芯片的AIN0输入端,并将AIN1连接到参考电压源。
2.编写单片机程序。
通过查询AD转换器的输出值,计算出热敏电阻的电阻值,并转换为温度值。
然后将温度值显示在数字显示器上,并输出报警信号到蜂鸣器。
3.测试验证。
使用温度计紧贴测试物体表面,观察数字显示器和蜂鸣器的反应,逐步校准温度计并记录数据。
五、实验结果实验结果表明,数字温度计的设计与制作成功,能够准确地测量环境温度,并可进行实时数字化显示和警报功能。
六、实验心得在本次实验中,我们对数字温度计的设计及制作有了更加深入的理解和认识。
了解电路原理、编写单片机程序、进行电路调试与验证等一系列实验操作,培养了我们的理论知识和实践能力,加强了我们对电路与信号处理的认识和理解。
通过实验,我们认识到数字温度计在生产生活中的重要性,为未来的实际工作奠定了扎实的基础。
基于ds18b20的数字温度计设计报告
基于ds18b20的数字温度计设计报告
一、引言
随着科技的进步,温度的测量和控制变得越来越重要。
DS18B20是一款数字温度传感器,具有测量准确度高、体积小、接口简单等优点,广泛应用于各种温度测量场合。
本报告将介绍基于DS18B20的数字温度计设计。
二、DS18B20简介
DS18B20是一款由美国Dallas公司生产的数字温度传感器,可以通过数据线与微处理器进行通信,实现温度的测量。
DS18B20的测量范围为-55℃~+125℃,精度为±0.5℃。
三、数字温度计设计
1.硬件设计
数字温度计的硬件部分主要包括DS18B20温度传感器、微处理器、显示模块等。
其中,DS18B20负责采集温度数据,微处理器负责处理数据并控制显示模块显示温度。
2.软件设计
软件部分主要实现DS18B20与微处理器的通信和控制显示模块显示。
首先,微处理器通过数据线向DS18B20发送命令,获取温度数据。
然后,微处理器将数据处理后发送给显示模块,实现温度的实时显示。
四、测试结果
经过测试,该数字温度计的测量精度为±0.5℃,符合设计要求。
同时,该温度
计具有测量速度快、体积小、使用方便等优点,可以广泛应用于各种温度测量场合。
五、结论
基于DS18B20的数字温度计具有高精度、低成本、使用方便等优点,可以实现高精度的温度测量和控制。
随着科技的发展,数字温度计的应用将越来越广泛,具有广阔的市场前景。
温度计课程设计报告
位数字显示温度计》设计报告设计时间: 2011 12 20班级:姓名:报告页数: 17 页课程设计报告学院信息工程专业学号姓名(合作者: )成绩评定_______教师签名_______课程设计报告目录一、设计任务与要求二、设计方案及比较(设计可行性分析)三、系统设计总体思路四、系统原理框图及工作原理分析五、系统电路设计及参数计算, 主要元器件介绍及选择以及数据指标的测量六、画出电路原理图及PCB图七、产品制作及调试八、实验结果和数据处理九、结论(设计分析)十、问题与讨论摘要:温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。
测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。
最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计, 例如, 水银玻璃温度计, 酒精温度计, 热电偶或热电阻温度计等。
它们常常以刻度的形式表示温度的高低, 人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。
本次我们设计的数字显示温度计可以直接测量温度, 得到温度的数字值, 既简单方便, 又直观准确。
一、设计任务与要求(一)设计任务:采用温度传感器LM35, 位A/D转换器、数码或液晶显示器设计一个日常温度数字温度计。
产品指标及技术要求:①温度显示范围: 0℃~50℃;②数字显示分辨率: 0.1℃;③精度误差≤0.5℃;④电路工作电源可在5~9V范围内工作.参考芯片: 3位半A/D转换器: CC7106/ CC7107、CC7126/ CC7127 温度传感器: LM35 LCD显示器: 数码显示管:共阳或共阴极(二)实验测试要求1. 测温度传感器输出曲线, 即V/℃曲线;2. 调整电路的参数以及参考电压;3. 用示波器测量A/D转换器的BP、POL管脚波形及输出驱动波形;4. 记录Vin与显示的数值关系;二、方案论证与比较电路的组成: LM35温度传感器、芯片ICL7107、数码管和其他元件组成的电路。
选择理由:原理简单, 节约成本1.LM35温度传感器的选择感测温度的產品有多种类型, 依特性可概分为膨胀变化型、颜色变化型、电阻变化型、电流变化型、电压变化型、频率变化型…等, 常用的有热敏电阻、热电偶、热电阻、双金属片传感器、集成温度传感器。
数字温度计课程设计报告
一.数字温度计的总体方案设计根据系统设计的功能,本时钟温度系统的设计必须采用单片机软件系统实现,用单片机的自动控制能力来测量、显示温度数值。
初步确定设计系统由单片机主控模块、测温模块、显示模块共3个模块组成,电路系统框图如图所示。
图系统基本方框图对于单片机的选择,如果用8051系列,由于它没有内部RAM,系统又需要一定的内存存储数据。
AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS 8位的单片机,片内含8k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,功能强大的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
而AT89S52与AT89C51相比,外型管脚完全相同,AT89C51的HEX程序无须任何转换可直接在AT89S52运行,且AT89S52比AT89C51新增了一些功能,相比较后,在本设计中选用AT89S52更能很好的实现温度计控制功能。
测温电路可以使用热敏电阻之类的器件,利用其感温效应,将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处理。
但是这种感温电路比较复杂,且采用热敏电阻精度低,重复性、可靠性都比较差。
如果采用温度传感器DS18B20可以减少外部硬件电路,而且可以很容易直接读取被测温度值,进而转换,且成本低、易使用,可以很好的满足设计要求。
所以本文采用传感器DS18B20代替传统的测温电路。
温度的显示可以采用LED数码管来显示,LED亮度高、醒目,但是电路复杂,占用资源多且信息量小。
而采用液晶显示器有明显的优点:工作电流比LED小几个数量级,功耗低;尺寸小,厚度约为LED的1/3;字迹清晰、美观、使人舒服;寿命长,使用方便,可得性强。
故本设计采用LCD来显示温度。
二、系统器件的具体选择单片机的选择本次设计采用的是单片机AT89C52。
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes 的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash 存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
数字温度计设计-毕业设计
数字温度计设计学生:XXX 指导教师:XXX内容摘要:在这个信息化高速发展的时代,单片机已经成为最经典的微控制器,单片机技术普及到我们的生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种较为成熟的技术,作为一名工科类学生,我们已经学习了单片机,就应该把它熟练的应用到我们的实际生活当中。
本文将要介绍一种单片机控制的数字温度计,这种温度计属于多功能温度计,它具有读数方便,测温范围广,测温准确,数字显示,适用范围宽等特点。
主要用于对测温要求比较准确的场所,或科研室使用,该设计控制器使用单片机AT89S51,测温传感器使用DS18B20,本温度计可以调整显示日期、时间,可设定最低、最高温度报警值。
测量温度超过设定的温度上、下限,启动蜂鸣器和指示灯报警。
温度显示稳定。
在实现温度显示的同时,能准确达到以上要求。
关键词:数码管显示数字温度计 DS18B20 AT89S51Design for digital thermometerAbstract: In the information age of high-speed development, SCM has become one of the most classic microcontroller, SCM technology spread to our lives, work, research, in various fields, has become a more mature technology, as an engineering student, we have studied the SCM, it should be a good application to our actual life. This paper will introduce a kind of microcontroller control of the digital thermometer, the thermometer belongs to the multi function thermometer, it has reading convenience, a wide range of temperature measurement, accurate temperature measurement, digital display, wide application range and other features. Mainly used for more accurate temperature measurement requirements of places, or scientific research room, the use of SCM AT89S51 controller design, the use of DS18B20 temperature sensor, the thermometer can adjust the display date, time, can set the minimum, maximum temperature alarm value. Measuring the temperature exceeds the set temperature, lower limit, start alarm buzzer and indicator light. Temperature stability. In the realization of temperature display at the same time, can accurately achieve the above requirements.Keywords:SCM digital control digital pipe display thermometer DS18B20 AT89S52 devices目录前言 (1)1 数字温度计设计方案的论证 (1)1.1 方案一 (1)1.2 方案二 (1)2 数字温度计详细设计 (2)2.1 主控制器AT89S51 (2)2.1.1 AT89S51的特点及特性: (2)2.1.2 管脚功能说明 (3)2.1.3 振荡器特性 (5)2.1.4 芯片擦除 (5)2.2 温度采集部分的设计 (5)2.2.1 温度传感器DS18B20 (5)2.2.2 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (10)2.3 显示部分电路设计 (12)2.3.1 74LS164引脚功能及特性 (12)2.3.2 显示电路 (13)2.4 报警电路的实现 (14)2.5 报警上、下限调整电路实现 (14)2.6 复位电路的实现 (14)3 系统软件设计 (15)3.1 主程序 (15)3.2 读出温度子程序 (16)3.3 温度转换命令子程序 (17)3.4 计算温度子程序 (18)3.5 显示数据刷新子程序 (19)3.6 系统的调试过程 (19)4 结束语 (20)附录1:程序清单 (21)附录2:整体设计原理图 (29)参考文献: (30)数字温度计设计前言随着人们生活水平的不断提高,单片机在我们的日常生活中越来越广泛,它带给人们的方便是不可否定的,不如说,数字温度计,现在人们对它的要求是越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术着手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
数字温度计设计毕业设计(两篇)2024
数字温度计设计毕业设计(二)引言概述数字温度计是一种用于测量温度的电子设备,它通过传感器将温度转换为数字信号,然后显示在数字屏幕上。
本文将针对数字温度计的设计进行详细讨论,包括硬件设计和软件设计两个主要方面。
硬件设计部分将包括传感器选择、信号调理电路设计和数字显示设计;软件设计部分将包括嵌入式程序设计和用户界面设计。
通过本文的详细介绍,读者将能够了解到数字温度计的设计原理、设计流程和关键技术。
正文内容1. 传感器选择1.1 温度传感器类型1.2 温度传感器比较与选择1.3 温度传感器参数测试与校准2. 信号调理电路设计2.1 信号条件2.2 放大和滤波电路设计2.3 ADC(模数转换器)选型和使用3. 数字显示设计3.1 显示芯片选型和使用3.2 显示屏尺寸和分辨率选择3.3 显示内容设计和显示方式选择4. 嵌入式程序设计4.1 控制器选型和使用4.2 温度数据采集与处理4.3 温度数据存储和传输5. 用户界面设计5.1 按键和控制部分设计5.2 显示界面设计与实现5.3 温度单位与切换设计正文详细阐述1. 传感器选择1.1 温度传感器类型在数字温度计的设计中,可以选择多种温度传感器,包括热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器等。
本文将比较各种传感器的特点和适用范围,从而选择最合适的传感器。
1.2 温度传感器比较与选择通过比较热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器的精度、响应时间和成本等特点,结合设计需求和成本预算,选择最佳的温度传感器。
1.3 温度传感器参数测试与校准为了确保传感器的准确性,需要对其参数进行测试和校准。
本文将介绍传感器参数测试的方法和仪器,以及校准的步骤和标准。
2. 信号调理电路设计2.1 信号条件传感器输出的信号需要进行电平调整和滤波等处理,以便进一步处理和显示。
本文将介绍信号调理的基本原理和设计方法。
2.2 放大和滤波电路设计为了放大和滤波传感器输出的微弱信号,本文将介绍放大和滤波电路的设计原理和实现方法,包括运放、滤波器和滤波器的选型和参数设置。
数字温度计的设计开题报告
数字温度计的设计开题报告数字温度计的设计开题报告一、引言近年来,随着科技的不断发展和人们对健康的关注度日益增加,温度计作为一种常用的医疗设备,也在不断升级和改进。
传统的温度计存在使用不便、易碎、不精确等问题,因此,我们决定设计一种数字温度计,以提高测量温度的准确性和方便性。
二、背景在日常生活中,测量体温是一个常见的行为,特别是在疾病防控、医疗护理等领域。
传统的温度计通常采用玻璃柱或金属杆作为测量元件,通过温度的变化来显示体温。
然而,这种温度计存在易碎、使用不便、不精确等问题,且需要人工观察和读数,不够智能化。
三、目标我们的设计目标是开发一种数字温度计,具有以下特点:1. 高精度:能够准确测量体温,误差小于0.1°C。
2. 易使用:操作简单,无需人工观察和读数。
3. 实时监测:能够实时显示体温,并记录温度变化趋势。
4. 数据传输:能够将测量数据传输至手机或电脑等设备,方便用户查看和管理。
四、设计方案1. 传感器选择:采用高精度的温度传感器,如PT100或NTC热敏电阻,以确保测量的准确性。
2. 显示屏幕:选择高分辨率的液晶显示屏,能够清晰显示体温数据,并具有背光功能,方便夜间使用。
3. 数据处理:采用微控制器进行数据处理和存储,实现实时监测和温度记录功能。
4. 电源供应:使用可充电电池或电池组,以确保设备的长时间使用。
5. 数据传输:通过蓝牙或Wi-Fi等无线通信方式,将测量数据传输至手机或电脑等设备,用户可以随时查看和管理。
五、预期成果1. 设计出一款高精度、易使用的数字温度计原型。
2. 实现实时监测和温度记录功能。
3. 实现数据传输功能,方便用户查看和管理。
六、可行性分析1. 技术可行性:温度传感器、微控制器和无线通信技术等已经相对成熟,我们可以借鉴已有的技术和方案。
2. 经济可行性:数字温度计市场需求量大,且价格相对较高,具有一定的经济潜力。
3. 社会可行性:随着人们对健康的关注度增加,数字温度计作为一种便捷的健康监测工具,具有广阔的市场前景。
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前言根据在常熟理工这半年对于自动化专业的学习,尤其是电工学、自动控制原理以及电力电子技术等专业课程的学习,让我对于设计数字温度计打下了基础。
对于我们自动化专业来讲,这个专业对于现实生活是非常有用的。
而我们在这半年进行的大都是理论知识,虽有实验课程,但那也是基于对于理论知识的进一步分析,故而我们也非常需要一种把我们理论应用到实际的实习锻炼。
我们的老师,根据我们自动化专业的特点,以及学生日常学习的反应给与了我们四个课题去进行实习:简易金属探测器,数字温度计,报警器以及放大器电路设计。
而我的课题则是与日常天气温度相关的数字温度计的设计。
温度计是人类社会生产和生活中必不可少的一种测量装置,在农业、工业和各种高新技术领域的开发和研究中,温度也是一个非常关键的测量参数。
因此,它的发展与各行业的发展紧密相关。
目前,随着电子信息技术的发展,传感技术的广泛应用,温度计已向自动化、数字化方向发展,代表了温度计量发展的最前沿。
随着科学技术的不断发展,人们发明了各式各样的,各种用途的温度计,根据所用测温物质的不同和测温范围的不同,有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计等。
近年来,随着人们生活水平的不断提高,数字化的不断发展,数字温度计的出现对人们的生产生活产生巨大影响。
本次实验就是利用集成温度传感器AD590设计并制作的一款基于4位数码管显示的数字温度计能有效克服传统的缺点和不足,与传统的温度计相比,输出温度采用数码管显示,具有读数方便、测温稳定准确、精度高、测量范围广、低能耗等优点,很适合日常温度的测量。
第1章电子技术课程设计任务书 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计内容与要求 (1)1.3总体方案参考 (1)1.4设计报告内容要求 (1)1.5课程设计说明书的格式 (1)1.6评分标准 (2)1.7任务安排 (2)第2章设计方案 (3)第3章系统单元电路设计 (4)3.1 A/D转换电路设计 (4)3.2显示电路的设计 (5)3.3 测温电路的设计 (5)3.4 积分电路的设计 (6)3.5 零点校准电路的设计 (7)3.6 时钟振荡电路的设计 (7)3.7 放大电路的设计 (8)3.8 稳压电路的设计 (9)第4章总体电路 (10)4.1 整机电路工作原理 (10)第5章系统的安装与调试 (12)5.1 电路的安装 (12)5.2 电路的调试 (12)第6章收获和体会 (13)参考文献 (15)元器件清单 (16)第一章电子技术课程设计任务书课题名称数字式温度表电路一、设计目的1.了解大规模专用集成电路的组成;2.了解半导体温度传感器的工作原理;3.掌握利用大规模集成电路设计数字式温度表电路和调试的方法。
二、设计内容与要求1.利用大规模集成电路ICL7107型三位半A/D转换器和集成温度传感器AD590设计一数字式温度表电路;2.要求温度测量范围为-55°C~150°C;显示采用三位半LED显示,自动显示正、负号;取样速频率约为6Hz;准确度±1%,±1字;3.工作温度范围0~40°C,电源为±5V;4.画出电路图,写出完整的报告;5.用面包板搭出电路,并调试之。
三、总体方案参考四、设计报告内容要求1.写出你考虑该问题的基本设计思路,画出一个实现电路功能的大致框图。
2.画出框图中的各部分电路,尽量选用各种集成运放和其它模拟集成电路。
对各部分电路的工作原理应作出说明。
3.画出整个设计电路的原理电路图,并简要地说明电路的工作原理。
4.评分依据:①设计思路;②单元电路正确与否;③整体电路是否完整;④电路原理说明是否基本正确;⑤报告是否清晰;⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。
五、课程设计说明书的格式1.封面2.目录3.正文(1)课程设计任务书;(2)总体设计方案(画出一个实现电路功能的大致框图);(3)单元电路(各组成部分电路)设计及其原理说明;(4)元器件的选择及其相关技术数据、参数的计算;(5)总体电路原理图及整个电路的工作原理。
4.课程设计中的收获和体会六、评分标准七、任务安排第二章系统总设计方案多数的数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器(如铂电阻,热电偶,半导体,热敏电阻等),将随温度变化而变化的物理参数,如膨胀、电阻、电容、热电动势、磁性、频率、光学特性等通过温度传感器转变成电信号的变化,如电压和电流的变化,温度变化和电信号的变化有一定的关系,如线性关系,曲线关系等,将电信号经过放大电路放大后使之产生适合模数转换器转换的电信号,再经过模数转换电路即用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号,数字信号送给驱动电路输出,然后通过显示单元,如数码管或者LCD等显示出来,这样就完成了数字温度计的基本测温功能。
系统主体设计原理图如图2-1所示。
图2-1系统硬件电路的设计方案系统硬件电路的设计采用了模块化的设计方法,系统硬件电路由符号显示模块、十位显示模块、个位显示模块、小数位显示模块、A/D转换器模块、测温电路模块、积分电路模块、零点校准电路模块、沸点校准电路模块、时钟振荡电路模块、正负-5V供电电路等部分组成系统硬件电路方框图如图2-2所示。
图2-2第三章单元电路设计3.1 A/D 转换电路的设计 ICL7107 的特点与引脚功能A/D 转换电路的设计采用ICL7107,它是三位半双积分型A/D 转换器,属于CMOS 大规模集成电路,它的最大显示值为士1999,最小分辨率为100μV 。
能直接驱动共阳极LED 数码管,不需要另加驱动器件,使整机线路简化,采用士5V 两组电源供电,在芯片内部从+V 与COM 之间有一个稳定性很高的2.8V 基准电源,通过电阻分压器可获得所需的基准电压。
能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。
输入阻抗高,对输入信号无衰减作用。
整机组装方便,无需外加有源器件,配上电阻、电容和LED 共阳极数码管,就能构成一只直流数字电压表头。
噪音低,温漂小,具有良好的可靠性,寿命长。
芯片本身功耗小于15mw(不包括LED),不设有专门的小数点驱动信号。
使用时可将LED 共阳极数数码管公共阳极接+V ,可以方便的进行功能检查,ICL7107引脚图如图3-1所示。
图3-1 ICL7107引脚图+V 和-V 分别接电源的正极和负极;u A ~u G 、t A ~t G 、h A ~h G 分别为个位、十位、百位笔画的驱动信号,依次接各LED 数码管的相应笔画电极;ABK 为千位笔画驱动信号,接千位LED 数码管;RM 为LED 数码管公共电极的驱动端,接LED 共阳数码管的5脚和10脚;1OSC ~3OSC 为时钟振荡器的引出端,外接阻容或石英晶体组成的振荡器;第38脚至第40脚电容量的选择按式(3-1)计算:OSC F =0.45/RC (3-1) COM 为模拟信号公共端,简称“模拟地”,使用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连;TEST 为测试端,该端一般不用,使用时需经过500Ω 电阻接至逻辑电路的公共地,故也称“逻辑地”或“数字地”;+Vref 与-Vref 为基准电压正负端;+Cref 与-Cref 为外接基准电容端;27脚INT 接积分电容器,必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件;+IN 和-IN 为模拟量输入端,分别接输入信号的正端和负端;AZ 为积分器和比较器的反向输入端,接自动调零电容,如果应用在200mv 满刻度的场合是使用0.47μF ,而2V 满刻度是0.047μF ;BUF 为缓冲放大器输出端,接积分电阻,其输出级的无功电流是100μA ,而缓冲器与积分器能够供给20μA 的驱动电流,从此脚接一个积分电阻至积分电容器,其值在满刻度200mv 时选用47K ,而2V 满刻度则使用470K 。
3.2 显示电路设计数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,这两种都是我们最常用的,八段数码管比七段数码管多了一个小数点,除此之外,其它方面基本相同。
所谓的八段就是指数码管里有八个小LED 发光二极管,通过控制不同的LED 的亮灭来显示出不同的字型。
数码管按发光二极管单元连接方式又分为共阴极和共阳极两种类型,共阴极就是将八个LED 的阴极连在一起,让其接地,这样给任何一个LED 的另一端高电平,它便能点亮。
而共阳极就是将八个LED 的阳极连在一起,形成公共阳极(COM)的数码管。
共阳数码管在应用时应将公共极COM 接到+5V ,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。
这次实验我们所用的就是共阳极接法,如图3-2所示。
图3-23.3 测温电路的设计采用集成电路温度传感器AD590,AD590为电流输出型的集成温度传感器,它所流过的电流数值(微安级)等于绝对温度(开尔文)的度数,激励电压可以从+4V ~+40V ,温度范围-55℃~+150℃,标准输出为1μA/K 的线性关系。
因为是电流输出,易于远距离传输,不会因电压降或感应噪声电压影响而产生误差,且AD590是半导体结效应式温度传感器,它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,利用晶体管的b-e 结压降的不饱和值与热力学温度和通过发射极电流的关系实现对温度的检测,具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点,无需外部校准。
图3-3图3-3是利用ΔBE U 特性的集成PN 结传感器的感温部分核心电路。
其中1V 、2V 起恒流作用,可用于使左右两支路的集电极电流1I 和2I 相等;3V 、4V 是感温用的晶体管,两个管的材质和工艺完全相同,但3V 实质上是由n 个晶体管并联而成,因而其结面积是4V 的n 倍。
3V 和4V 的发射结电压3BE U 和4BE U 经反极性串联后加在电阻R 上,所以R 上端电压为ΔBE U 。
因此,电流1I 按式(3-2)计算:1I =ΔBE U /R =(KT /q )(lnn )/R (3-2) 式中K 为波尔兹曼常数,q 为电子电量。
对于AD590,n =8,这样,电路的总电流将与热力学温度T 成正比,将此电流引至负载电阻RL 上便可得到与T 成正比的输出电压。
由于利用了恒流特性,所以输出信号不受电源电压和导线电阻的影响。
图3-4中的电阻R 是在硅板上形成的薄膜电阻,该电阻已用激光修正了其电阻值,因而在基准温度下可得到1μA /℃的电流输出。
3.4 积分电路的设计ICL7107芯片的27、28、29脚组成积分电路,27脚接积分电容,典型值为0.22μF 。
29脚接自动调零电容(此元件宜选用无感式涤纶电容),28脚接积分电阻(积分电容和积分电阻应保证质量)。