数字电子基础课程设计——数字体温计(温度计)

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：电信..班

指导教师：刘运苟工作单位：信息工程学院

题目：16 数字体温计

初始条件：

具备数字电子电路的理论知识；具备数字电路基本电路的设计能力；具备数字电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。

要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1、3位LED显示；

2、检测温度0—45摄氏度；

3、绝对误差0.1度；

4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书；

5、设计电源；

6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。

时间安排：

第十九周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试

指导教师签名： 2013年 5 月 30日

系主任（或责任教师）签名：年月日

摘要

本次课设题目是数字温度计电路，本说明书围绕数字电子技术基础中模数转换电路、相应芯片的管脚功能，以及模电中的电压比较器进行了简要的分析，为设计建立了理论基础。其次，从实验设计电路出发，对仿真的过程及结果进行了简述与分析，与实验要求进行比对，最后进行了实物的制作与调试，给出了相应的焊接工艺，结果分析，材料列表。并在报告书的结尾部分，给出了本次课程设计的心得感受，相应的总结体会。

关键词：模数转换、proteus仿真、电压比较器、温度传感器

Abstracts

In this design，I was asked to design a device that can detect the temperature .The report mainly describes the basic knowledges about the theoretical treatment and the thought of the design .Also,we used the proteus to simulate the real part.The report gives the analysis,the photos of the results,the finished product ,and the compare between the theory and realism .At the end of the report,I give some personal feeling and the experience I got in these days.

Keywords:voltage comparator proteus Digital Analog Converter

目录

1.概论

1.1 设计目的及意义 (1)

1.2 设计任务及要求............................... 错误！未定义书签。

2.总体方案的选择与论证............................. 错误！未定义书签。

2.1 温度采集模块的方案及选择 (1)

2.2 信号转换模块的方案及选择 (1)

2.3显示模块的方案及选择 (1)

3.电路设计........................................ 错误！未定义书签。

3.1 直流稳压电源的设计 (1)

3.2 温度采集模块的电路设计及原理 (1)

3.3 信号转换模块的电路设计及原理 (10)

3.4显示模块的电路设计及原理 (10)

3.5电路中参数的设置 (11)

3.6总电路图 (11)

4.电路仿真及分析.................................. 错误！未定义书签。

5.电路的安装与调试 (14)

6.误差分析........................................ 错误！未定义书签。

7.实物展示 (16)

8.总结............................................ 错误！未定义书签。

9.参考文献 (19)

1.概论

1.1 设计目的及意义

1.巩固数电知识的学习，熟练分立元件的实际应用；

2.进一步巩固简熟悉数字体温计的电路结构及电路原理；

3.掌握proteus的使用方法；

4.学会用简单的元器件及芯片制作简单的数字体温计，增强动手能力；

5.学会调试电路并根据结果分析影响实验结果的各种可能的因素。

1.2 设计任务及要求

1.2.1设计任务

利用所学知识，自选相关电子器件，设计一个数字体温计。

1.2.2要求

1、3位LED显示；

2、检测温度0—45摄氏度；

3、绝对误差0.1度；

4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书；

5、设计电源；

6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。

2.总体方案的选择与论证

分析本次课程设计的相关要求，总体上，本次设计可分为以下几个部分：温度采集电路、模数转换电路、电压比较电路、发光二级管报警电路。具体方框图如图1。

2.1 温度采集模块的设计与论证

温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。

方案一：采用二极管做温度传感器

晶体二极管或三极管的PN 结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN 结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV ，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN 结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。测温范围为-50—+150℃。典型的温度曲线如图1所示。同型号的二极管或三极管特性不完全相同，因此它们的互换性较差。

方案二：用可编程器件DS18B20做温度传感器

DS18B20数字温度计是DALLAS 公司生产的1－Wire ，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

温度采集电路

电压比较电路 发光二级管报警电路

模数转换电路 数码管显示电路 图1 电路原理框图