多路溫度巡回監(jiān)測系統(tǒng)

電子技術課程設計多路溫度巡回監(jiān)測系統(tǒng)設計目的

1、掌握多路溫度巡回監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理。2、掌握多路溫度巡回監(jiān)測系統(tǒng)的設計、組裝與調試方法。

3、熟悉集成電路LM324、ICL7107、CD4051、NE555的使用方法，并掌握其工作原理。設計內容設計一個能夠巡回檢測多點溫度的電路，具有定點顯示和巡回顯示回路號和相同回路溫度值功能?；疽螅?）溫度檢測點8個；（2）溫度檢測范圍：-10～+80℃；（3）檢測誤差±0.1℃；（4）采用LED數碼顯示，顯示位數3位；（5）能人工控制通道轉換和顯示通道號及相應的溫度值；（6）能自動巡回檢測各點，每點觀察時間至少5秒，并且可調；完成內容完成功能的電路。要求：在實驗箱上組裝調試多路溫度巡回監(jiān)測電路。電路必須由自己安裝調試通過，能達到性能指標要求。課程設計說明書一本。要求：內容完整，圖表規(guī)范，字跡工整，條理清晰，分析有據，計算準確。圖紙一張。課程設計步驟

1、根據設計任務要求，收集查閱相關技術文獻；

2、設計方案的論證與比較；

3、確定總體設計方案，畫出總體電路原理框圖；

4、單元電路設計及相關參數計算；

5、選擇元器件；

6、繪出總體設計電路原理圖；

7、組裝調試，根據調試中出現的問題，修改或完善設計方案；

8、改進電路或更換元器件，做進一步調試；

9、根據實驗結果，畫出詳細的總體設計電路原理圖；

10、撰寫完整的課程設計說明書。課程設計說明書要求及格式

1、課程設計任務書2、說明書目錄3、說明書正文（1）課題名稱。（2）內容摘要。（3）設計目的。（4）設計內容及要求。（5）比較和選寫設計的系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)框圖。（6）單元電路設計、原理說明、參數計算和器件選擇。（7）安裝調試的步驟、方法、測試結果及故障處理說明。（8）使用（或操作）說明。（9）課程設計的收獲、體會。（10）附圖（畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理）。4、列出參考文獻及系統(tǒng)的元器件清單（序號、名稱、型號、規(guī)格、數值、數量）。主要集成電路及電子器件

1、溫度傳感器AD5902、四運算放大器LM3243、位雙積分式模/數轉換器ICL7107（ADC7107）。4、八選一模擬開關CC4051。5、555定時器NE555。6、同步可預置四位二進制加法計數器CC40161。7、七段譯碼驅動器HCF4511。8、共陽極、共陰極數碼管。9、電阻、電容、電位器、導線等。主要儀器設備

1、數字電路實驗箱

2、萬用表及工具

3、雙蹤示波器原理框圖主要器件簡介

1、AD590兩端集成溫度傳感器①線性電流輸出：1μA/k；②溫度測量范圍：-55℃～+150℃；③工作電壓范圍：4V～30V；LM324集成四運放①能與所有形式的邏輯電路兼容；②低功耗（800uA），適于電池供電場合；③電源工作電壓范圍寬：單電源：3～30V；雙電源：±1.5V～±15V；④很高的增益，AV0=100dB；⑤內設補償及溫度補償電路；

ICL7107位A/D轉換器

位是指十進制數0000～1999，所謂3位是指個位、十位、百位，其數字范圍均為0～9。而所謂半位是指千位數，它不能從0變化到9，而只能由0變到1，即二值狀態(tài)，所以稱為半位。ICL7107可用標準的位LED顯示電路進行顯示，也可以用四位組合的LED顯示電路進行顯示，還可以采用四塊分立的七段LED顯示電路進行顯示，這時，千位顯示器除用來顯示千位的1外，還可以顯示負號、工作電壓過低等符號。ICL7107設有專門的小數點驅動信號，小數點的驅動是用共陽極的發(fā)光二極管顯示器（LED），公共陽極接VDD。小數點接VDD時熄滅，接GND時亮。ICL7107芯片內沒有時鐘發(fā)生電路，外接上CP1～CP3網絡便能產生振蕩。COM與V+端之間的電位差具有很高的穩(wěn)定性，可作參考電壓源，所需的參考的電壓值可以通過分壓的辦法獲取。滿標度電壓的大小可通過選擇參考電壓的大小來調整。引腳端符號說明A1～G1個位顯示端CR-基準電容負端A2～G2十位顯示端GND地A3～G3百位顯示端INH模擬輸入高位端AZ自動調零端INL模擬輸入低位端BUF緩沖控制端INT積分器輸出端COM公共端POL極性顯示端CPi(1～3)時鐘脈沖輸入端TEST檢測端VDD正電源VREFH基準電壓高位端VHEL基準電壓低位端VSS負電源AZ自動調零端極限值滿量程2.000V的典型應用電路CC4051模擬多路轉換器/分配器S0～S2：地址輸入端；B0～B7：8路數據輸入端；

OUT：數據輸出端；G：始能輸入端；

GND：地；VCC：正電源，通常接+5V；VEE：負電源，通常接-5V。七段譯碼驅動器HCF14511

VDD、VSS：正電源和地（+5V和GND）；D、C、B、A：BCD碼輸入端；a、b、c、d、e、f、g：七段碼輸入端；LT：試燈信號；BI：消隱信號；LE：鎖存始能信號。同步可預置四位二進制加法計數器CC40161為CMOS計數器，引腳排列、功能同74LS161見實驗教材P146頁。555定時器NE555引腳排列及功能見實驗教材P158頁。七段數碼顯示器

共陰：3～8接地共陽：3～8接VCC

調試要點

根據各部分設計電路，計算并選擇元器件之后，按電路進行搭接，搭接完畢要進行復查。特別要注意是否有短路現象，各元器件的電源引腳和地（GND）引腳是否有錯接和漏接之處，確信檢查無誤后方可調試。單元電路調試要分部分調試，將各部分之間的信號連線斷開。調試時應先調試各部分電路，不要進行整體綜合調試。分部分調試可以將故障局限于一個小的范圍內，有利于查找和排除故障。將各部分進行調試時一定按照各部分的功能及指標要求進行調試，逐步排除故障，首先調試電源，然后再調試其他部分。1、ICL7107調試（1）加電源電壓。VDD=+5V，VSS=-5V。注意系統(tǒng)共地。（2）調整參考電壓VREF，當系統(tǒng)滿標度電壓為2000mV時，則VREF=1000mV；若滿標度電壓為200mV時，則VREF=100mV。本系統(tǒng)滿標度電壓為2.00V，則調整VREF+=1.00V。①燈測試檢查將TEST端（第37腳）與V+短接，讀數應為“-1888”。②零信號讀數測試將正輸入端IN+與負輸入端IN-短接，讀數應為“000”。③比例讀數測試將IN+與VREF+（第36腳）短接，讀書應為“1000±1”。④負信號與溢出功能測試將IN+與V-短接，應顯示負號（千位的g段亮）和顯示千位的1（千位的b、e段亮），而百、十、個位各段均不亮?？梢酝ㄟ^選擇開關來控制千位數碼管的h段經限流電阻實現對相應的小數點顯示的控制。

2、調試分壓器，測試各點直流電壓數據，與理論值比較是否準確。

3、調試振蕩器和計數器，觀察三位二進制數顯示是否正確。

4、調試譯碼驅動器和顯示器，觀察通道顯示是否正確。5、綜合調試各單元電路調試完畢后，將各部分之間的信號線連接好，再進行綜合調試。綜合調試是電路的整體功能調試。給溫度傳感器（AD590）加溫或降溫（相當于改變VT）。這時七段LED顯示器的顯示值應發(fā)生變化。在改變設定值（VG)使報警指示發(fā)光二極管（LED）發(fā)光。這說明總體電路可以工作了。至于顯示的數值是否準確，是否準確地在給定溫度點上報警，還有待于在定標工作中進行最后的標定。6、定標將溫度傳感器（AD590）置于標準溫度（0℃）溫度場中，觀察顯示數值，待顯示數值穩(wěn)定不變時，如果顯示不是0℃調整相應的電位器使顯示為0℃。同理，將溫度傳感器（AD590）置于標準的一百度（100℃）溫度場中，待顯示數值穩(wěn)定不變時，如果顯示數值不是100℃調整相應的電位器使顯示數值為100℃。至此，定標可以認為定標結束。因為傳感器和放大器乃至A/D轉換器件，若忽略它們的非線誤差，均可視為線性元件。線性測量系統(tǒng)定標時只標定測量范圍內兩點即可。這樣當實際溫度從0℃至100℃變化時，顯示數值也一定一一對應地顯示0℃至100℃（七段譯碼管上顯示為000.0至100.0）