数字电子技术课程设计报告 数字温度计的设计

1、数字电子技术课程设计报告数字温度计的设计专业:电子信息科学与技术班级:2015级2班姓名:学号:指导老师:电子通信与物理学院日期：2016年 12 月 23 日-1 -设计目的设计要求总体方案电路设计及原理各单元电路剖析仿真调试设计中遇到的困难结论附录目录.4.4.5.5.7.9.10- 3 -实践目的数字电子技术基础课程设计是继“数字电子技术基础”理论课之后开出的实践环节， 是锻炼学生动手能力，巩固所学理论知识的重要教学环节。数字电子技术基础课程设计的目的是通过指导学生循序渐进独立完成数字电路的设计独立设计比较复杂的数字电路系统任务，加深学生对理论知识的理解， 提高学生的动手能力， 独立分析

2、问题、 解决问题的能力。训练学生综合运用学过的数字电子技术基础的基本知识， 的能力。数字电子技术课程设计是通过数字电子技术课程的各教学环节（课堂教学和实验）学应使习之后进行的， 应选取综合性和实用性较强的课题， 内容的复杂程度和工作量应适中， 学生达到如下要求：1、让学生初步掌握典型数字电路的试验、设计方法。根据设计任务、技术指标、对课题进行分析；通过查阅资料、理论计算，得到设计方 案；选择元器件，搭接线路，实现方案；画出电路原理图，进行仿真，分析实验结果，写出设计总结报告。2、通过对典型数字电路的设计和仿真，掌握利用EDA软件设计电路的方法。3、培养学生一定的自学能力和独立分析问题、解决问题

3、的能力。学会自己分析解决问题的方法，对设计中遇到的问题，通过独立思考，查阅工具书， 参考文献，寻找答案；掌握电路调试的一般规律，对实验中出现一般故障，能通过“观察、 判断、实验、再判断”的基本方法去解决；能对实验结果进行独立分析和评价。4、学会使用电子仪器仪表进行逻辑电路的检测、故障分析和排除。通过独立思考问题、查阅工具书、参考文献、寻找解决问题的途径；掌握常用基本电 路调试、测试的一般规律、测试仪器仪表的使用。5、让学生树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风。严格的科学训练和工程设计实践，使学生逐步树立严肃认真，一丝不苟， 实事求是的科学作风，并培养学生在实际工作中具有一定的生产观念，经

4、济观点和全局观点。设计要求1. 要求查阅资料选择温度传感器。设计温度测量电路（确定温度与电压之间的转换关系）。设计温度显示电路（显示的数字应反映被测量的温度）。画出数字温度计电路图，读数范围 0100C，读数稳定。2. 器材(1)温度传感器AD590 等。(2)运算放大器卩A741 1片。模数转换器ADC0809 1 片。- 8 -译码器：（自选）需将二进制数转换成 BCD码。BCD码的七段码显示器74LS48 3 片。数码管（共阴性）3只。(7)电阻、电容若干。(8)555定时器1片。(9)面包板2块。总体方案1.数字温度计的原理图2.总体方案数字温度计设计的总体思路是将温度通过温度传感器转

5、化为模拟信号，通过 放大电路对信号进行放大，之后通过 A/D转换器将模拟信号转换为数字信号,通过译码器将转换后的二进制编码转换为 8421BCD码，然后通过七段译码器转换成相应数字的二进制编码（如果用四输入的共阴极数码管可省去此步）最后通过三个七位共阴极数码管将温度显示出来。本方案采用AD590单片集成两段式敢问电流源温度传感器对温度进行采集,采集的电压经过放大电路将信号放大，然后经过8位A/D转换器AD0809转换成数字信号.1. 电路图2. 程序流程图s各单元电路剖析1.温度采集电路AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。AD590测温范围AD590电源电为55C+ 15

6、0C，满足人们日常生产和生活中的温度范围。压可在4V6V范围变化，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。AD590产生的电流与绝对温度成正比，它有非常好的线 性输出性能，温度每增加 C，其电流增加1卩A。在测量温度时，AD590往往要接到需要电压输入的系统中，图 5.2是用两个AD590和一个运算放大器进行温度测量的基本电路，其输出电压VO= (T1-T2)50mv/C，若T2=0C，则为待测温度，当T1=T2时，由于AD590之间的失配或者有小的温度差，用电阻R1和R2能够调掉偏置。+15V+AD590AD590_srnuR嗨 i-#严I Vo仃i-T2)50mV

7、/C -15V2.模数转换电路AD590测温电路输出的电压信号为模拟信号，要进行数码显示，还需将此信号转换成数字信号。为此我们通过 A/D转换器ADC0809将输入的模拟值转换成数字值，经AT89C51单片机处理后输出到P1以控制温度显示电路。ADC0804是用CMO集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片，分辨率 8位,转换时间100卩s，输入电压范围为05V，增加某些外部电路后，输入模拟 电压可为5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上，无须附加逻辑接口电路。具体硬件连接图如图2所示。in匸：juaci rn LrbJ t卜J FM:th:

8、仙HEPflAD590温度采集及模数转换电路3. 七段译码显示电路由发光二极管组成的七段码用于显示各种数字和字符。该数字温度计的温度显示由 单片机以并行通信方式从LED显示器是单片机应用产品中最常用的廉价输出设备，4位七段码LED显示器组成，P 1.0P1.7 口输出段码和控制信号，通过7447 TTL BCD译码ffii!百3gMWSTCLKIOCIKTAL*址存译s8洛A/D态转r换岀器、存器A hVEEFW)/RSl-3OEDOD】4.AT89C51单片机Atmel公司的生产的AT89C51单片机是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机，内部除CPU外，还包括128字节RAM 4个8位并行I/O 口，5个中断优 先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，片内集成 4K字节可改变程序Flash存储器，具有低功耗，速度快，程序擦写方便等优点，完全满足本 系统设计需要。单片机P0 口作为ADC0804专换数据的输入端，P2.0接ADC0804勺INTR端检 测数据转换是否结束。P1.0P1.3的输出信号接到译码器7447上作为数码管的 显示，P1.4P1.7则作为4个数码管的位选信号控制。P3 口有特殊的功能，P3.6用于控制ADC080