LCD 數(shù)顯溫度計的制作數(shù)顯溫度計的制作 在這里 我向大家介紹 LCD 數(shù)顯溫度計的制作 它用二極管 IS1588 做溫度傳感器 測 溫范圍在 150 C 到 20 C 之間 如采用集成電路溫度傳感器 S800 測溫范圍在 100 到 40 C 之間 這里我們介紹用二極管 IS1588 做溫度傳感器的溫度計的制作 因為考慮她可以測 量大于 100 C 的溫度 字串 9 本電路的核心是用 ICL7136 來檢測溫度變化時 測溫二極管正向電壓降微小變化 從而 來反映出溫度變化情況 3 1 2 液晶顯示屏 SP521PR 用來作為溫度顯示 它的最高位為 1 使用液晶顯示屏最大的優(yōu)點是它非常省電 一個 9V 的層疊電池可以連續(xù)使用 3 個月 下面開始介紹她的制作過程 字串 9 字串 7 電路圖 字串 4 電路圖 點擊放大 字串 7 接線圖 點擊放大 字串 1 注 橄欖綠顏色的線表示連線在元件側(cè) R4 綠 為附加的元件 紅色的線為附加的小數(shù) 點連線 粉紅色的線表示外接器件 工作原理 字串 2 下面的將用提問的方式來解釋這款數(shù)顯溫度計的工作原理 但愿這樣可能讓人更容易理 解其原理 字串 3 為什么可以用二極管來測量溫度 字串 2 我們知道 硅二極管有個特性是 當(dāng)環(huán)境溫度改變時 其 PN 結(jié)的正向電壓降 Vf 以 2mV C 改變 如右圖示 通常 20 C 時 其 Vf 約 600mV 當(dāng)環(huán)境溫度增加 100 C 時 既從 20 C 變化到 120 C 時 這時其正向電壓降 Vf 約為 400mV 600mV 2mV C 100 C 這里介紹的溫度計 就是檢測二極管 Vf 電壓的變化來實現(xiàn)溫度檢測 由此可以看 出 電路的測溫范圍取決于二極管許可的工作范圍 不同的二極管測溫范圍不同 但大多 數(shù)的二極管可以測量的范圍在 20 C 到 150 C 左右 還有 由于的二極管的一般都有玻璃 或塑料材料封裝 所以但環(huán)境溫度變化時 二極管的 Vf 不會很快改變 字串 3 ICL7136 是什么樣的集成電路 字串 6 ICL7136 是一種用于測量輸入電壓的 CMOS 型集成電路 它內(nèi)部包含驅(qū)動 LCD Liquid Crystal Display 液晶顯示屏電路 測量電壓范圍在 200 mV 到 2 V 之間 另外 另一種功 能類似集成電路 ICL7137 可以直接驅(qū)動 LED 數(shù)碼顯示管 LCD 的控制信號是頻率為 60 Hz 48KHz 800 電壓為 5 5Vp p 的方波信號 測量的輸入電壓被轉(zhuǎn)換成一定時間下的電能 即電容的放電時間 當(dāng)測量時 電路不 會從輸入部分吸取能量 因為這些 輸入阻抗非常高 大于 1G 歐姆 輸入電子流很小 ICL7136 測量過程如右圖所示在 1 秒內(nèi)約有 3 次 4000 時鐘 次 4000 x 4 48000Hz 0 33 秒 次 字串 8 在置零階段 參考電壓對 CREF 進行充電 同時設(shè)置測量回路為零電壓 在輸入的積分階段 輸入電壓的能量儲存在電容 CAZ 以待測量 在測量記數(shù)階段 開始對電容 CAZ 放電 同時測量其放電時間并與參考電容 CREF 放電 時間進行對比 在測量記數(shù)階段 因為電容 CAZ 和 CREF 上的能量被放電了 所以最大測 量范圍可以通過調(diào)整 CREF 上儲存的電壓來改變測量電壓量程 在這個溫度計中 VR2 用 來調(diào)整零點 VR1 用來校準儀器用 ICL7136 有 高 低 兩個輸入端子 還有一個 地 COM 端 這個 COM 端與電源 的負極不同 它與芯片內(nèi)部相連構(gòu)成參考電壓的地 在測量輸入電壓時 是測量 IN HI 和 IN LO 之間的電位差 如左圖所示 參 HI 和 LO 之間的電位差為 VH VL 電位差隨著 VL 的減小而增加 從而溫度顯示增加 字串 4 液晶顯示屏是如何工作的 字串 4 液晶 液態(tài)晶體 既具有液體的液動性和表面張力 又具有晶體的光學(xué)性質(zhì)的物體 但它 們不是金屬 人們將其取名叫液晶 一般情況下 它和液體一樣可以流動 但在不同方向 上它的光學(xué)特性不同 顯示出類似晶體的特性 所以稱這類物質(zhì)為液晶 利用液晶的光電 效應(yīng)制作成的顯示器就是液晶顯示器 它最早出現(xiàn)于 1968 年 下面我們來分析 TN 型液晶顯示器件的基本構(gòu)造 TN 是 Twisted Nematic 的縮寫 直譯為 扭轉(zhuǎn)向列 這是 TN 型液晶顯示器結(jié)構(gòu)上的基 本特征 將上 下兩塊制作有透明電極的玻璃 通過四周的膠框封接后 形成一個幾微米 厚的盒 在盒中注入 TN 型液晶材料 在通過特定工藝處理的盒中 TN 型液晶的棒壯分子 平行地排列于上下電極之間 靠前電極的分子縱向排列 后電極豎直排列 前后電極之間 的分子逐步扭曲 如圖粉紅色部分所示 如圖 4 所示 入射光通過偏振方向與前電極面液晶分子排列方向相同的上偏轉(zhuǎn)片 起偏 器 形成偏振光 此光通過液晶層是扭轉(zhuǎn)了 90 度 到達下偏振片后方的反射板反射回來 盒呈透亮 因而我們可以看到反射板 如圖 5 所示 當(dāng)前后電極加上一定電壓時 電極部分的液晶分子在電場作用下轉(zhuǎn)變成與 前后玻璃面垂直排列 這時的液晶層失去旋光性 偏振光通過液晶層沒有改變 與后偏振 片偏振方向相差 90 度 光被吸收 沒有光反射回來 也就看不到反射板 在電極部分出現(xiàn) 黑色 由此可知 根據(jù)需要制作成不同的電極 就可以實現(xiàn)不同內(nèi)容的顯示 字串 5 由上可知 平時液晶顯示器呈透亮背景 電極部分加電壓后 顯示黑色字 符或圖形 這種顯示稱為正顯示 如將圖中后偏振片轉(zhuǎn)成與前偏振片的偏轉(zhuǎn)方向一致裝配 則正好相 反 平時背景呈黑色 加電后顯示字符部分呈透亮 這種顯示稱為負顯示 現(xiàn)在很流行的 PC 機彩色液晶顯示屏就是利用這個基本原理制成的 它是一種帶背光源的彩色顯示器件 可見 液晶顯示器一個最突出的特點就是其本身不發(fā)光 用電來控制對環(huán)境照明的光顯 示部分的反射 或透射 方法而實現(xiàn)顯示 因此在所有的顯示器件中 它的功耗最小 每 平方厘米在一微瓦以下 與低功耗的 CMOS 電路匹配最適合于各種便攜式的袖珍型儀器儀 表 微型計算機作為終端顯示用 字串 1 性能測試 字串 1 將該溫度計的二極管溫度傳感器至于冰水混合物中 調(diào)節(jié) VR2 是 LCD 顯示為 0 C 同 樣 將溫度傳感器至于標準大氣壓下沸騰的開水中 調(diào)節(jié) VR1 使 LCD 顯示 100 C 下面顯示了以酒精溫度計為參考的 二極管溫度傳感器與溫度傳感器對比曲線圖 基本 上 硅二極管的正向電壓降 2mV C 會隨不同的二極管稍有區(qū)別 所以其變化曲線不 會完全是一條直線 當(dāng)校準好 0 C 到 100 C 的溫度點后 可以用酒精溫度計進行參考比較各點溫度 從 LCD 顯示的溫度值來看 稍許低于用酒精溫度計測出來的值 在下圖中 兩種溫度值在 30 C 到 80 C 段區(qū)別最大 最大值為 1 5 C 字串 6 字串 4 元器件介紹 字串 4 這里介紹一些主要器件的特點和使用方法 其它器件可以參考原理圖選擇 字串 6 電壓測量電壓測量 ICL7136 字串 2 字串 7 ICL7136 主要用于電壓測量的模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 可將模擬電壓量轉(zhuǎn)成數(shù)字量顯示出來 該集 成電路需配 40 腳的插座 字串 4 液晶顯示器 SP521PR 字串 6 字串 7 字串 9 SP521PR 屬于 TN 系列液晶顯示屏系列 它最高位 1 它不能工作在直流電壓下 然而 當(dāng)在各端子與地之間加上 5 伏的電壓時 此時每個字段顏色會改變成黑色 用這種方法可 以