溫度測量與控制電路課程設計

1、<p>　　【課題名稱】溫度測量與控制電路</p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　溫度測量與控制電路是在實際應用中相當廣泛的測量電路。本次設計主要運用基本的模擬電子技術和數字電子技術的知識，同時綜合溫度傳感器的相關應用，從基本的單元電路出發(fā)，實現(xiàn)了溫度測量與控制電路的設計?？傮w設計中的主要思想：一、達到設計要求；二、盡量應用所學知

2、識；三、設計力求系統(tǒng)簡單可靠，有實際價值。{陳濤的部分}AD轉換部分使用集成芯片AD574A；二進制到8421BCD碼的轉換用EEPROM 281024實現(xiàn)；顯示譯碼部分用74LS48和數碼管實現(xiàn)；溫度控制范圍設定采用數字設定方式，用74LS160十進制加計數器和鎖存器74LS175實現(xiàn)；溫度的判斷比較數值比較器74LS85的級聯(lián)實現(xiàn)；通過使用74LS160和ADG508F實現(xiàn)了多路溫度循環(huán)監(jiān)測功能。{聲光報警部分}溫度控制執(zhí)行部分采用

3、555構成的單穩(wěn)態(tài)電路，提高了加熱系統(tǒng)與降溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性。</p><p>　　【關鍵詞】：溫度傳感器 A/D轉換 控制溫度 聲光報警 二進制轉BCD 譯碼顯示</p><p><b>　　【設計要求】</b></p><p>　　1. 測量溫度范圍為200C～1650C，精度0.50C；</p><p&g

4、t;　　2. 被測量溫度與控制溫度均可數字顯示；</p><p>　　3. 控制溫度連續(xù)可調；</p><p>　　4. 溫度超過設定值時，產生聲光報警</p><p><b>　　【正文】</b></p><p>　　一、系統(tǒng)概述和總體方案論證與選擇</p><p><b>　　方案A

5、.</b></p><p>　　如圖1-1所示，溫度傳感器部分將溫度線性地轉變?yōu)殡妷盒盘?，經過濾波放大，一路輸入A/D轉換電路，經過譯碼進行數字顯示，另一路與滑變分壓經過電壓比較器進行比較輸出高低電平指示信號，溫度控制執(zhí)行模塊和聲光報警部分。</p><p>　　圖1-1 總體方案A</p><p><b>　　方案B.</b>&l

6、t;/p><p>　　如圖1-2所示，溫度傳感和A/D轉換，譯碼顯示，溫控執(zhí)行和報警均與方案A相同，不同處在于控制溫度設定方式和溫度超限判斷方式。方案A的超限判斷模塊和控制溫度設定主要使用模擬信號，該方案易受外界干擾如使用環(huán)境溫度等因素，另外由滑變設定溫度不易調節(jié)精確，實際中，若采用電池供電，電源電壓的變化會影響其溫控范圍的準確性。方案B主要采用數字芯片邏輯控制實現(xiàn)，其工作的穩(wěn)定性準確性和功能擴展性較強。</p

7、><p>　　圖1-2 總體方案B</p><p><b>　　二、單元電路設計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬囟葌鞲心K</b></p><p>　　關于溫度傳感方法的選擇</p><p>　　常用的具有傳感功能的電路，有利用鉑電阻，利用二極管，利用三級管，利用鉑

8、電阻，或直接利用現(xiàn)有的具有溫度傳感功能的芯片。</p><p><b>　　1利用鉑電阻測溫度</b></p><p>　　原理： 鉑電阻的組織隨溫度的變化而變化，通過電阻兩端電壓的變化來反映溫度的變化。</p><p>　　把電阻兩端電壓變化的信號經過處理后，就可以和預設電壓進行比較，并顯示。其電路如圖1-1所示</p><

9、;p>　　圖1-1 鉑電阻測溫電路的傳感部分（其中R1為鉑電阻）</p><p>　　排除理由：熱電阻在一定的范圍內，有良好的線性關系，但是這個范圍很窄，達不到課題要求的范圍。而如果進行電阻線性化，則電路更加復雜，而且由于測溫需要相對精確，為避免過多電路造成噪聲等不利影響，將這個方案排除。</p><p>　　2 利用二極管測溫度</p><p>　　原理：和

10、鉑電阻相似，但是利用的是二極管電壓隨溫度變化而變化。使用中可以利用橋路將其連接（如圖1-2所示），并用放大器放大后輸出。這樣的測溫電路簡易且實用。</p><p>　　排除理由：靈敏度不高，變化范圍太窄，線性化不是很好。</p><p>　　3 利用三極管測溫度</p><p>　　原理：利用了硅晶體管的基極和發(fā)射極之間的負溫度系數，如圖1-3所示。</p&g

11、t;<p>　　圖1-3三級管測溫度電路圖</p><p>　　排除理由：靈敏度不高，可以用作判斷報警，但不宜用于測量溫度。</p><p>　　4現(xiàn)有的溫度傳感芯片</p><p>　　原理：現(xiàn)有的芯片如LM335，AD590，LTC1052等。</p><p>　　排除理由：其工作電壓范圍最大為125℃，超過后雖然也有一定的

12、線性關系，但若用于精度較高的測量溫度電路就不太可行了。</p><p><b>　　5熱電偶測溫法</b></p><p>　　原理：如果兩種不同成分的均質導體形成回路，直接測溫端叫做測量端，接線端子叫做參比端，當兩端存在溫差時，就會在回路中產生電流，即塞貝克效應。熱電勢的大小只與熱電偶導體材質以及兩端溫度有關。與熱電偶導體的長度和直徑無關。</p>&

13、lt;p>　　熱電偶測溫電路是以熱點偶為基礎進行測溫。</p><p>　　采用理由：熱偶在很大范圍內線性非常明顯，且測溫范圍廣，響應速度快，抗干擾性強，所以最終選擇了用熱電偶組成傳感電路。</p><p>　?。ǘ﹤鞲须娐返恼w思路說明</p><p>　　圖2 傳感電路（改進前）</p><p>　　設計思路框架圖如下：<

14、/p><p>　　思路說明：K型熱電偶作為主要的測溫元件，其溫度與電壓的關系已知且穩(wěn)定，線性化很好。由于點偶的特殊性，要對其進行冷接點補償（詳細內容在第四部分說明）。由于補償選擇的方案會產生很小的一部分噪聲，所以要濾波（詳細內容在第五部分）。由放大，加入另一電壓信號，比例減法這三個部分構成了運算電路，這個電路不是單純的放大，而是根據K型熱敏的溫度與電壓的關系所設計的電路，這樣就是把溫度一比一地用電壓表示出來（詳細內容

15、在第三部分）。最后沒有輸出1 mV/℃的信號而是輸出一個23.84mV/℃的信號，是為了接下來的電路控制和顯示電路的需要。</p><p>　?。ㄈ╇娐愤\算的說明</p><p>　　注意：這里的運算電路與熱電偶本身溫度與電壓的關系函數互為反函數</p><p>　　思路說明：對于熱點偶，其電壓與溫度滿足U=0.226T-0.707其中電壓對應為第一級放大<

16、/p><p>　　的輸入電壓，也就是進行過溫度補償之后的電壓，單位為毫伏，T為熱力學溫度。由于課題要求得到攝氏溫度，所以進行換算得U=0.226(t+273.5)-0.707.從溫度經過熱電偶轉化成電壓，就是利用了這個公式。然后求這個函數的反函數，得到t=(100U-6100.4)/22.6.這個函數就是運算電路所實現(xiàn)的函數。這樣一來，測得的溫度值比如是x,經過熱偶的電壓與溫度的關系式后，得到一個電壓，設為y,滿足y

17、=f(x).再經過后面的運算電路，又出現(xiàn)新的電壓，此時運算后的電壓（設為z）與運算前的電壓滿足關系式z=g(y),f與g分別對應U=0.226(t+273.5)-0.707和t=(100U-6100.4)/22.6，他們互為反函數，故x=z.這樣就實現(xiàn)了把溫度的單位變成毫伏的轉化，且每毫伏對應一度。如果把輸出的電壓直接接在毫伏表上，上面顯示的讀數，就是溫度，不用再做任何的換算。但是由于后面電路對顯示和判斷的需要，進行了一次放大，放大到每

18、攝氏度對應24.32mV（這個數值是負責顯示數據的同學提供的）。</p><p>　　根據得到的公式t=(100U-6100.4)/22.6，可以看出，需要進行放大，減法，除法的運算。由此公式算出的數據單位為，1mV/℃,為了使最后輸出為23.84mV/℃，則還需一次放大。這樣，運算電路的構成如下：首先用一個同相比例電路，實現(xiàn)100倍的放大，再由滑動變阻器提供6100.4mV的電壓，最后減法運算，除法運算和乘法運

19、算，用一個比例減法運算器一次完成。同相比例運算滿足：A=1+R4/R3,這里取R4=99千歐姆，R3=1千歐姆。提供電壓用的是200歐姆大小的滑動變阻器接在9V的電壓上。然后兩者進行比例減法運算。對于比例減法運算電路，當R1=R2，R5=R6時，放大倍數為R6/R1（U2-U1），U1為變阻器上取得的電壓，U2為一級放大傳來的電壓。由公式可知，當比例減法的比值為1:22.6時，得到1mV/℃的輸出，而為了得到23.84mV/℃的輸出，則

20、把比值調整為23.84:22.6.最終選擇R1=R2=226歐，R5=R6=238.4歐。</p><p>　　總之，整個運算電路，把溫度通過一個函數（熱點偶的電壓與溫度關系函數）轉變?yōu)殡妷盒盘?，再通過這個函數的反函數（運算電路）把電壓變成溫度對應的變壓，可以說是通過整個電路，給溫度換了單位，把攝氏度換為毫伏，且1毫伏對應1攝氏度。最后為了顯示和控制的需要，進行了一次放大。</p><p>

21、;　　（四）冷接點溫度補償方法的選擇</p><p>　　1冷接點補償的原因：熱電偶是兩種不同材料組成在一起形成的。如果熱電偶的兩端</p><p>　　放在不同的溫度區(qū)域中，會產生一定的電勢。熱偶輸出的是兩 </p><p>　　個端口溫度差的函數。通常溫度到的一端成為熱端（或工作端），溫度低的那端稱為冷端（或自由端），則輸出電壓為U=f(T2-T1)</p

22、><p>　　若冷端為0，則輸出電壓為測試溫度（熱端）的單值函數。但實際中，冷端的溫度不為零，則要進行補償，是其在相應的溫度下的電壓為零度時的電壓。如果精度要求不高時，可以近似忽略，但是精度要求高時，必須進行冷接點補償。</p><p>　　2冷接點補償的總體思路：查資料得知，K點偶所需的補償電壓為41.269μV/℃,可使其兩端電壓變?yōu)?℃時兩端的電壓大小，從而達到補償的效果</p&g

23、t;<p>　　3冷接點補償的具體方法的選擇：常見的補償方法有：冷端恒溫法，補償導線法，數字補償，查表法，不平衡電橋法，計算法，傳感器溫度補償法。</p><p><b>　　（1）冷端恒溫法</b></p><p>　　原理：把冷端泡在冰水混合物中，使其溫度穩(wěn)定在0℃.</p><p>　　排除理由；制作麻煩，時間長了還要對冰水

24、混合物進行維護，如更換。而且一般的恒溫容器，大小都有限制，這樣熱偶的大小也有了限制。這種方法只適合在實驗室里采用，不用于實際當中。</p><p><b>　　（2）補償導線法</b></p><p>　　原理：將熱電偶的參考端經過補償導線與儀表的輸入端相連接，其補償導線的熱電特性與熱電偶本身相似。</p><p>　　排除理由：精度不高，而且

25、自己對這個方法沒有完全理解，所以排除此方法。</p><p><b>　?。?）數字補償法</b></p><p>　　原理：如圖4-3-3所示，集成溫度傳感器與熱電偶的冷端置于同一溫度中，集成溫度傳感器將冷端轉換為電信號，通過放大調整成0至5V的電壓，然后經A/D轉換送入單片機。同時把點偶的輸出電壓經過放大和A/D轉換后也送入單片機。將兩個信號相加，實現(xiàn)溫度補償。&

26、lt;/p><p>　　圖4-3-3 數字補償法原理圖</p><p>　　排除理由：用到了傳感器和單片機，雖然精度很高，結構過于復雜，成本也相應增加，適用于精度要求很高的測溫，而在一般條件下使用則沒有必要，所以將這個方案排除。</p><p><b>　?。?）查表法</b></p><p>　　原理：將熱電偶的熱電勢與溫

27、度之間的函數關系用表格形式存入計算機，把熱點偶的熱電勢與溫度傳感器測得的冷端環(huán)境溫度對應的電勢疊加后查表，并轉化為相應得溫度值?？梢越柚嬎銠C完成，或是人工完成，取決于精度的要求和實效性的要求。</p><p>　　圖 4-3-4 查表法程序流程圖</p><p>　　排除理由：若以上程序由計算機控制，則成本過大，如果不是特殊用途，則不必要；若是由人工完成，則實效性很差，只能用于單純的測溫

28、，不可能實現(xiàn)實時監(jiān)控或者報警。所以將這個方案舍棄</p><p>　　（5）利用不平衡電橋</p><p>　　原理：串聯(lián)一個不平衡電橋，當參考端隨溫度上升或下降時，不平衡電橋對應進行補償。具體電路如圖4-3-5所示。其中R1，R2，R3為同種材料，具有相同的溫度系數，而R4的溫度系數比他們的都大。當溫度為零度時，R1R2=R3R4.變化時，由于R4變化大，導致電橋兩端的電壓變化，從而進行

29、溫度補償。</p><p>　　圖4-3-5利用不平衡電橋溫度補償原理圖</p><p>　　排除理由：雖然電路簡單，但是在參數的確定上十分復雜，而且不會像傳感器那樣靈敏。最主要的是根據資料，電橋補償適用的溫度范圍很小，所以將這個方法排除。</p><p><b>　?。?）計算法</b></p><p>　　原理：將在

30、冷接端產生的溫度帶入相應函數式中計算所需補償的電壓，并與測得的輸出電壓疊加。然后再進行修正，計算。</p><p>　　排除理由：缺點查表補償法相似，都是因為運算復雜，如果計算機實施，投入過大，如果人實施，時效性差。所以將這種方法排除。</p><p>　　（7）傳感器溫度補償</p><p>　　原理：溫度傳感器會根據溫度的變化，其自身兩端的電壓或電流也相應發(fā)生變

31、化，可由此對熱電偶冷接點進行補償，有電壓電流兩種傳感器，因而也有兩種補償方法。</p><p>　　電壓型模擬集成電路冷端補償法：</p><p>　　圖4-3-7-1電壓型模擬集成電路冷端補償法 </p><p>　　說明：LM335的溫度系數為+10mV/K,輸出電壓經R2和R3分壓后，得到補償電壓，通過選擇R2和R3的大小，使電壓和溫度的關系變?yōu)檫_到溫度補償作

32、用（如圖4-3-7-1）</p><p>　　電流型模擬集成電路冷端補償法：</p><p>　　說明：AD590是電流型模擬溫度傳感器，產生的電流在電阻上產生電壓，通過滑動變阻器的調整，使補償電壓達到41.269μV/℃</p><p>　　圖4-3-7-2電流型模擬集成電路冷端補償法</p><p>　　說明：1在整體測溫方案論證里面，曾

33、經排除了用傳感器直接測溫的方法，主要是因為其溫度變化范圍不夠，一般到125℃,事實上，通過對其溫度和電壓或電流的觀察可以看出，超過125℃之后，還是有一定的線性程度。但是如果用于測量溫度的話，會對測量產生明顯的影響，所以沒有選擇傳感器直接測溫度這種方法。但對于熱電偶來說，由于每升高一度，電壓變化相對比較大，所以作為溫度補償的模擬傳感器線性化不是特別強時，造成的影響其實是可以忽略的。相對于其它方法，熱電偶和溫度傳感器一起使用的優(yōu)勢就在于，

34、有很大的溫度變化范圍，而且線性化強，所以最終選擇了這一方法。</p><p>　　2在確定使用集成溫度傳感器進行冷接點溫度補償后，又發(fā)現(xiàn)了更適合的芯片LT1025.由于要求精度高，通過電阻分壓后要達到很精確的數字。這也要求電阻不隨溫度變化，但是電阻隨溫度都有一定程度的變化，這樣會產生誤差，所以要盡可能地減少使用電阻。LT1025的1，6,7,8端口能分別直接提供60.9μV/℃,6μV/℃,40.6μV/℃,51

35、.7μV/℃.相差0.669μV/℃，非常小的相差，完全可以忽略，這樣電路就變得簡單，而且排除了溫度對電阻不利影響。</p><p>　　3由于決定最后輸出的因素非常多，所以要進行校準，即利用已有的數據進行調整，通過對實驗中的滑動變阻器的調整，達到校準的目的，如果還有很大偏差，則對電阻進行更換。</p><p>　　4整個補償電路中的導線，盡量不要使用隨溫度變化太大的材料，不然會對冷接點補

36、償造成影響，而且也要控制導線的長度，并用絕熱性強的材料來包裹導線，盡量減少金屬自身的熱電動勢的產生。</p><p>　　5 利用溫度傳感器時，會產生一定的噪聲干擾，所以要進行濾波（詳細部分在第五部分說明）。</p><p>　?。ㄎ澹V波方法的討論</p><p>　　1濾波的原因：從傳感器的資料說明上發(fā)現(xiàn)LT1025會產生0.1-10Hz的噪聲，所以要設置濾波環(huán)

37、節(jié)。</p><p>　　2濾波方法的選擇：濾波方法有很多，這里濾波的最終效果是要盡可能把交流信號去掉，所以沒必要用帶阻濾波電路，只要讓濾過的最大值小于0.1Hz即可。下面是幾種濾波電路的比較。</p><p><b>　　一階有源濾波電路：</b></p><p>　　圖5-2-1 一階有源濾波電路</p><p>　

38、　說明：RC低通電路與負載之間插入一級同相比例放大電路，為一階RC低通濾波器，由于同相比例放大器的輸入電阻大，輸出電阻小，隔離了負載對濾波器的影響，而且還能起放大作用。</p><p><b>　　二階有源濾波電路：</b></p><p>　　圖5-2-2二階有源濾波電路</p><p>　　說明：它是由兩節(jié)RC濾波電路和同相比例放大電路組成

39、，具有輸入阻抗高，輸出阻抗低的特點。</p><p>　　后來考慮了一種簡單的方法，就是直接在輸出電壓時并聯(lián)一個接地，這樣就可以把大部分的交流信號濾過。選4.7μF是通過和類似電路的比較，而且這個數值的電容電解電容就可以做到，體積大小也合適。而且對于一階二階有源濾波電路的參數設定，非常復雜，所以沒必要在這里采用精度很大的這種濾波電路，因為畢竟產生的噪聲不是很大。</p><p>　　還有一

40、種方法。由于0.1Hz非常小，濾去不是很容易，所以考慮把這里的直流信號，通過一個開關信號，變成交流信號。在一個三極管，基極加入方波信號，然后在發(fā)射極輸入信號，在集電極輸出信號，通過改變方波信號的頻率，等于將直流信號變成交流信號。這樣只要把得到的交流信號的頻率以下的頻率濾去即可。</p><p><b>　?。╇娐返母倪M</b></p><p>　　發(fā)現(xiàn)了一種不用接

41、直流電壓就可以工作的放大器，這樣使電路更加簡單，改進后的如圖6-1</p><p>　　圖6-1溫度傳感總電路圖（改進后）</p><p><b>　?。ㄆ撸┓抡婺M</b></p><p><b>　　模擬圖見下一頁</b></p><p>　　說明：1由于熱敏電阻和冷接點補償無法模擬，這里只是運

42、算電路的模擬，當輸入電壓為100mV時，根據函數t=(100U-6100.4)/22.6，乘以23.84后運算得4.114V，與顯示值相比較。由于模擬時滑動變阻器只能5%變化，而對于這個函數，變阻器分壓取得的電壓值對結果影響很大，此時取得的本應為6100.4的值應該為9000*65%=5858.</p><p>　　所以最后得到的值應為t=(100U-5858)/22.6再乘以23.84，最后得到數值再比較。&l

43、t;/p><p>　　2如果U的值從0開始，則出現(xiàn)負值，所以選擇測試電壓時要注意使它的值，使輸出結果為正。</p><p>　?。ǘ底诛@示與溫度范圍控制模塊</p><p>　　數字顯示模塊與溫度范圍控制模塊將溫度傳感器部分傳來的模擬信號轉變?yōu)閿底中盘?，并在數碼管上進行顯示。</p><p>　　設置控制溫度時，將“溫度監(jiān)測\控制溫度設置”開

44、關撥至“控制溫度設置檔”，再通過“百位設定”“十位設定”“個位設定”“ 小數位設定”四個按鈕設定控制溫度范圍（數碼管上會有數字顯示），并通過“鎖定溫度上限”“鎖定溫度下限”來鎖定溫度限值 。</p><p>　　“關閉\開啟報警與溫控執(zhí)行系統(tǒng)”開關控制報警系統(tǒng)和溫控執(zhí)行系統(tǒng)的關閉和開啟，打開儀器前，應先將其撥至“關閉”檔，設置 溫度完畢后，再撥至“開啟”。</p><p>　　通過“循環(huán)監(jiān)

45、測\單路監(jiān)測”開關，可選擇兩種監(jiān)測模式，數碼顯示管U98會實時顯示當前所監(jiān)測的溫度線路序號。</p><p>　　通過“監(jiān)測線路切換頻率調整”旋鈕可調節(jié)，溫度線路的切換頻率(5~10s)，如需延長，可將電阻R2的換為阻值更大的電阻。（具體電路圖見附件1）</p><p><b>　?。ㄈ┞暪鈭缶?lt;/b></p><p>　　如圖3所示，當輸入

46、信號為低電平時，報警電路不工作。當有高電平信號輸入時，模擬開關閉合，多諧震蕩電路開始工作。發(fā)光二級管閃爍，并發(fā)出蜂鳴報警。報警時蜂鳴的頻率和發(fā)光二極管閃爍的頻率均為2Hz,作用的占空比為58.3%。</p><p>　　圖3 聲光報警電路圖</p><p><b>　?。ㄋ模囟瓤刂茍?zhí)行</b></p><p>　　如圖4所示，溫控執(zhí)行電路由當

47、輸入信號為低電平時，加熱或降溫電路不工作。當有高電平信號輸入時，加熱電路進入暫穩(wěn)態(tài)，3腳 輸出高電平，繼電器吸合，啟動加熱降溫設備進行加熱和降溫操作。1~10分鐘后（可根據實際情況通過滑動變阻器R3，R4調整）， 若溫度仍低于或高于設定溫度，電路不能復位，3腳仍輸出高電平，加熱或降溫操作繼續(xù)進行。若溫度回到設定范圍內，電路即復位 回到穩(wěn)定態(tài)，3腳輸出低電平，繼電器斷開，加熱或降溫操作停止。</p><p>　　圖

48、4溫度控制執(zhí)行電路</p><p><b>　　三、總體電路圖</b></p><p>　　限于篇幅和紙張大小，見最后一頁</p><p>　　四、結束語 本次溫度測量與控制電路的設計主要內容如上所述，在此次設計中運用到的知識大多數為課本所學。設計中難免有缺點和漏洞，真誠希望老師指導，以求改進。</p><p>

49、　　本次設計中有如下幾個難點：</p><p>　　一是對整體測溫方案的選擇，閱讀大量資料后進行比較，最后選擇了線性化很強，而且測溫范圍廣，靈敏度高的熱電偶。</p><p>　　二是運算方法，最終選擇了利用電偶的電壓與溫度的關系函數的反函數構成運算電路，這樣等于是溫度通過一次函數運算（熱電偶的測溫）得到電壓，電壓再經一次函數運算（運算電路）得到新的電壓值，第一次與第二次的運算函數互為反函

50、數。這樣最終得到的電壓值和溫度是1:1的關系，可以說是把溫度的單位由攝氏度“換成”了毫伏。</p><p>　　三是冷接點補償，選用了LT1025,能直接輸出所需的溫度補償電壓。</p><p>　　四是濾波方法的討論，最后選擇了簡單的將交流信號通過一個電容接地的方法</p><p>　　以上即是對本次設計中的主要問題的討論與解決方案，敬請老師給予指正，以求得更好的

51、解決方法。</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　1.《傳感器原理與應用》 程德福 王君 凌振寶 王言章 編著 </p><p>　　機械工業(yè)出版社 2008年1月第一版</p><p>　　2.《數字電路設計手冊》 荀殿棟 徐志軍 編著 </p><p>　

52、　電子工業(yè)出版社 2003年7月第一版</p><p>　　3.《Multisim8仿真與應用實例開發(fā)》 從宏壽 程衛(wèi)群 李紹鉊 編著</p><p>　　清華大學出版社 2007年7月第一版</p><p>　　4.《電子線路 設計與實踐》 姚福安 主編</p><p>　　華中電子科技大學出版社 2001年第一版</p>

53、<p>　　5.《基礎電子電路設計與實踐》 戴伏生 主編</p><p>　　國防工業(yè)出版社 2004年4月第一版</p><p>　　6.《模擬電子技術基礎》 陳大欽 主編</p><p>　　機械工業(yè)出版社 2006年4月第一版</p><p>　　7.《數字電子技術》 James Bignell Robert Do

54、novan 編著</p><p>　　科學出版社 2005年2月第一版</p><p>　　《新編電子控制電路300例》 劉修文 等編</p><p><b>　　機械工業(yè)出版社</b></p><p>　　《數字單元電路 轉換電路 分冊》 梁廷貴主編</p><p><b>

55、　　科學技術文獻出版社</b></p><p>　　10《傳感器技術（Journal of Transducer Technology）》</p><p>　　信息產業(yè)部第49研究所 2005年 第24卷 第11期 </p><p>　　11《數字電子技術基礎》</p><p&g

56、t;<b>　　清華大學出版社</b></p><p>　　12《模擬電子技術基礎》 </p><p>　　重慶大學出版社 </p><p><b>　　六、元器件明細</b></p><p><b

57、>　　AD574A </b></p><p>　　AD574A 是美國模擬數字公司（Analog ）推出的單片高速12 位逐次比較型A/D 轉換器，內置雙極性電路構成的混合集成轉換顯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉換功能，只需外接少量的阻容件即可構成一個完整的A/D 轉換器，其主要功能特性如下： </p><p>　　分辨率：12 位

58、 </p><p>　　非線性誤差：小于±1/2LBS 或±1LBS </p><p>　　轉換速率：25us </p><p>　　模擬電壓輸入范圍：0—10V 和0—20V，0—±5V 和0—±10V 兩檔四種 </p><p>　　電源電壓：±15V 和 5V </p&g

59、t;<p>　　數據輸出格式：12 位/8 位 </p><p>　　芯片工作模式：全速工作模式和單一工作模式 </p><p>　　圖6-1AD574A引腳圖</p><p>　　AD574A 的引腳說明： </p><p>　　[1]. Pin1(V Logic)——邏輯電源+5V電源輸入端。 </p>

60、<p>　　[2]. Pin2(12／8 )——數據模式選擇端，通過此引腳可選擇數據縱線是12位或8位輸出。 </p><p>　　[3]. Pin3(CS )——片選端，低有效。 </p><p>　　[4]. Pin4(A0)——字節(jié)地址短周期控制端。與12/8端用來控制啟動轉換的方式和 </p><p><b>　　數據輸出格式。 <

61、/b></p><p>　　[5]. Pin5( R/C)——讀轉換數據控制端。 </p><p>　　[6]. Pin6(CE)——使能端，高有效。 </p><p>　　[7]. Pin7(V+)——正電源輸入端，輸入+15V電源。 </p><p>　　[8]. Pin8(REF OUT)——10V 基準電源電壓輸出端。 <

62、;/p><p>　　[9]. Pin9(AGND)——模擬地端。 </p><p>　　[10]. Pin10(REF IN)——基準電源電壓輸入端。 </p><p>　　[11]. Pin11(V-)——負電源輸入端，輸入-15V 電源。 </p><p>　　[12]. Pin12(BIP OFF)——單極性輸入時BIP OFF接模擬公共地

63、，雙極性時BIP OFF接對應的-5V、-10V</p><p>　　[13]. Pin13(10V IN)——單極性0～10 V模擬量輸入；雙極性0～ ±5 V模擬量輸入。</p><p>　　[14]. Pin14(20V IN)——單極性0～20 V模擬量輸入；雙極性0～ ±10 V模擬量輸入. 。</p><p>　　[15]. Pin

64、15(DGND)——數字地端。 </p><p>　　[16]. Pin16—Pin27(DB0—DB11)——12 條數據總線。通過這 12 條數據總線向外輸出A/D 轉換數據。 </p><p>　　[17]. Pin28(STS)——工作狀態(tài)指示信號端，當 STS=1 時，表示轉換器正處于轉換狀態(tài)，當 STS=0 時，聲明A/D 轉換結束，通過此信號可以判別A/D轉換器的工作

65、狀態(tài)，作為單片機的中斷或查詢信號之用。 </p><p><b>　　AD574真值表</b></p><p>　　2.281024 1M COMS EEPROM（65536X16）</p><p>　　A0~A15：地址輸入端</p><p>　　D0~D15：數據輸出端 </p><

66、p>　　圖6-2281024管腳圖</p><p><b>　　281024真值表</b></p><p>　　3.74LS160D</p><p>　　圖6-374LS160D管腳圖</p><p>　　74LS160D真值表</p><p><b>　　ADG508F<

67、;/b></p><p>　　圖6-4ADG508F管腳圖</p><p>　　ADFG508F真值表</p><p><b>　　5.74LS48</b></p><p>　　圖6-574LS48管腳圖</p><p><b>　　74LS48真值表</b><

68、;/p><p><b>　　6.74LS175</b></p><p>　　圖6-674LS175D管腳圖</p><p>　　74LS175D功能表</p><p><b>　　7.74LS85N</b></p><p>　　圖6-774LS85N管腳圖</p>

69、<p><b>　　74LS85真值表</b></p><p><b>　　8．K型熱電偶</b></p><p>　　K型熱點偶的電壓與溫度關系為：U=0.226T-0.707</p><p>　　K型熱電偶所需的溫度補償電壓為：41.269μV/K</p><p>　　圖6-8 熱

70、電偶的特性曲線</p><p><b>　　9.LT1025</b></p><p>　　圖6-9-1 LT1025參數圖</p><p>　　圖6-9-2LT 1025 管腳圖</p><p><b>　　10</b></p><p>　　圖6-10ADG202的管腳圖和真

71、值表</p><p><b>　　七、收獲體會</b></p><p>　　這次課程設計中，我負責溫度傳感模塊的設計，大部分是模電方面的內容。</p><p>　　第一次將所學的知識運用到實際當中，非常興奮，就和學了一門外語以后和老外交談的感覺一樣。當然在設計過程中也遇到了不少問題。</p><p>　　剛拿到這個題目

72、的時候，覺得很簡單，心里想著，不就是一個傳感器接幾個顯示裝置么，應該很簡單。但是開始一點一點做的時候才發(fā)現(xiàn)，遠非如此。具體到怎么傳感，怎么顯示，怎么報警，甚至是一些其他小問題，比如怎么截圖，怎么畫電路，都成了攔路虎。然后我們開始分工，我負責傳感部分。最開始遇到的難題就是，溫度范圍要求很廣，一般熱敏電阻的線性關系到高溫時就很差了，然后就想找一個線性修正電路，但是后來發(fā)現(xiàn)線性化修正電路十分復雜。然后在查閱很多資料之后想到了熱電偶這個方法，突

73、然又感覺馬上就能大功告成了，結果在資料中發(fā)現(xiàn)了要進行冷接點補償，第一次聽說這個概念，只能硬著頭皮查資料，問老師，最后才得以克服。然后是算法的問題，通過資料，采用了一種利用函數與反函數關系的方法，把溫度的單位直接換成了mV,1比1對應，自己感覺這一點應給是很有特點的地方。最后又進行濾波電路設計，模擬，寫論文，最終完成了課程設計。</p><p>　　在這個過程中，經常產生一種“馬上就要完成了”的錯覺，但是每次又遇到

74、新的問題，所以不能急躁，要想得全面一些，才能達到最好的效果。這次實驗中發(fā)現(xiàn)，不能完全依靠理論的東西，運用于實踐的時候要具體情況具體操作。</p><p>　　在進行課設的過程中，發(fā)現(xiàn)團隊合作十分重要，分開部分各個擊破，使問題變得容易了很多，不然就這個題目而言，一個人做的話是非常復雜的，而且時間也不夠。最后大家的電路圖往一起合并的時候，都非常激動。大家的通力合作，才完成了整個設計。</p><p

75、>　　這次課設的時間其實很緊，所以要有很強的計劃性，中間又夾雜著六級考試，所以時間安排很重要。這次安排不是特別成功，是兩頭緊，中間松。我們的主體電路圖很早就出來了，但中間松下來，說是松其實是在準備六級考試，也很緊。到最后的三天，幾乎每天都做課設到凌晨三點左右了，不過總算是扛過來了。</p><p>　　最后的一點體會是，面對困難的時候，如果繞不過去，就要努力克服，可以求助于老師，同學，查閱資料，不要輕易放棄

76、和改變已選定的方法。</p><p>　　總之，這次課設投入了很多，也收獲了很多，把所學知識進一步深入，并學到了很多課本以外的工作，感覺這次課設對我有很大幫助，課程設計的確是一門好的課程。</p><p><b>　　八、鳴謝</b></p><p>　　感謝學院為我們安排這一次課程設計</p><p><b>