三、课题研究内容与方法
(一)研究内容
设计内容:1掌握常用温度传感器的工作原理和温度的数字测量原理 2、掌握单片A/D转换器CC7107的工作原理 3、熟悉CC7107的使用方法 4、综合设计指标选择合适的温度传感器和A/D转换器CC7107设计和制作数字温度测量电路
设计指标:1、温度的测量范围:0-200℃ 2、测量精度要求为0.1℃ 3、数字的显示位数为3 1/2位
设计思路:
平时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),将温度的变化转换成电信号的变化,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,一定的曲线关系等,这个电信号可以使用模数转换的电路即A/D将模拟信号转换为数字信号,数字信号再送给处理单元,如单片机或者PC机等,处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来,成为可以显示出来的温度数值,如25.0摄氏度,然后通过显示单元,如LED,LCD或者电脑屏幕等显示出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温功能。
本人根据温度传感器及单片A/D转换器CC7107设计一种能显示四位数据的温度计。温度计的设计原理是: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的或其他信号,传给处理电路,最后转换成温度数值显示出来。
根据设计思路和电路组成部分将电路框图设计如下:
其中图中第一部分是电源,输入的电压是+220V交流电,经过变压器降压达到合适的电压在经过桥式整理将电压输到运放器,同时将温度传感器的热敏电阻将温度信号转换为电信号,送入运放器
运放器使电压乘以一个比例系数,使一度的变化得到一个整数变化的电压值,再经集成块CC7107,将模拟信号转换为数字信号,再经三极管放大送到LED电路显示温度的确切数字.
(二)研究方法
1.首先查阅课题相关的资料,对资料进行整理和研究,结合实际需要提出设计方案。
2.设计方案包括:
(1)选择合适温度传感器和变换器CC7107的工作原理;
(2) 掌握温度传感器、变换器CC7107的工作原理和LED译码电路;
(3)按照要求画出电路图;
(4)应用电子CAD软件制作电路图并仿真;
(5)结合电路图,组合各部分制作成完整电路板;
(6)验证设计的正确性进行调式(7)总结本次设计。
四、课题研究进度安排
2009年11月至2009年12月5日:查阅相关文献,并写出开题报告,进行开题答辩。
2009年12月6日至2011年3月1日:熟悉常用温度传感器的工作原理、温度的数字测量原理和单片A/D转换器CCD7107的工作原理。
2011年3月2日至2011年4月25日:根据设计要求,选择合适的温度传感器和A/D转换器CCD7107设计、制作和调试数字温度测量系统。
2011年4月26日至2011年5月6日:完成毕业设计的撰写。
2011年5月7日至2011年5月15日:完成毕业设计答辩工作。
2011年5月16日:毕业设计答辩。
五、主要参考文献目录
黄贤武、郑筱霞.传感器原理及应用[M].成都:电子科技大学出版社,1999:101-106
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汪建军基于非平衡电桥的电阻数字温度计设计[J].浙江万里学院学报,2009,22(2):62-54
阎石.数字电子技