温度采集电路设计

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20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）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(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。（在元件面的丝印层上，给出标号、型号或大小。所有注释信息（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）温度范围0-100℃。（2）温度分辨率±1℃。（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（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。表号以章为单位顺序编号，表内必须按规定的符号标注单位。格式为：表1-1，空一字符后，接表格名称。（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：目录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...........................................................................................63.2LM35DZ测试…………………………………………………………….63.327C32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..................................................................................................84.3.1ADC0809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................................................................................................................1951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。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0-100℃。（2）温度分辨率±1℃。（3）选择合适的温度传感器。2设计方案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：采用LCD液晶显示采用1602LCD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。6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。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，故采用了方案二。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。3.2LM35DZ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，否则需更换传感器。3.327C32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。74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4～30V，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50μA），所以芯片自身几乎没有散热的问题。图4-2LM35DZ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。32184U2:ANE5532R21kR3100R1400+12v-12v电压放大信号输入到ADC0809中接收LM35DZ的电压信号27.031VOUT2U1LM35+5v将温度转换为电压信号并输入到放大电路中8图4-4NE5532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4.3.1ADC0809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。基于以上原因，我