-.z簡易數(shù)字溫度計的設(shè)計摘要溫度是我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中實時在接觸到的物理量，但是它是看不到的，僅憑感覺只能感覺到大概的溫度值，傳統(tǒng)的指針式的溫度計雖然能指示溫度，但是精度低，使用不夠方便，顯示不夠直觀，數(shù)字溫度計的出現(xiàn)可以讓人們直觀的了解自己想知道的溫度到底是多少度。數(shù)字溫度計采用進口高精度、低溫漂、超低功耗集成電路和液晶顯示器，是一種精度高、穩(wěn)定性好、適用性極強的新型現(xiàn)場溫度顯示儀。是傳統(tǒng)溫度計的理想替代產(chǎn)品，數(shù)字溫度計采用進口芯片組裝精度高、高穩(wěn)定性，誤差小，內(nèi)電源、微功耗、不銹鋼外殼，防護穩(wěn)固，美觀精致。數(shù)字溫度計采用溫度敏感元件也就是溫度傳感器〔如鉑電阻，半導(dǎo)體，熱敏電阻等〕，將溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化。本設(shè)計主要使用溫度采集電路，數(shù)字頻率計電路和LED顯示電路構(gòu)成，從而實現(xiàn)溫度的檢測和顯示。關(guān)鍵詞：74LS161N，NE555，計數(shù)器，譯碼器〔〔關(guān)鍵詞在摘要中找3~5個目錄1緒論...........................................................................................................................11.1課題描述.....................................................................................................11.2根本工作原理........…….....................................................................................12相關(guān)芯片及硬件電路設(shè)計……................................................................................22.1555定時器…......................................................................................................22.2熱敏電阻...........................................................................................................32.374LS161N芯片.................................................................................................32.4主要電路的電路圖及原理..................................................................................42.4.1單穩(wěn)態(tài)振蕩電路…....................................................................................4溫度轉(zhuǎn)換為頻率電路................................................................................5譯碼顯示電路..............................................................................................................72.5總體電路圖...............................................................................................................................8總結(jié)..........................................................................................................10致謝..............................................................................................................11參考文獻......................................................................................................................12-.z1緒論1.1課題描述隨著人們生活水平的不斷提高和電子技術(shù)的開展，人們的生活都向著數(shù)字化，智能化開展。，當今社會溫度檢測系統(tǒng)被廣泛的社會生產(chǎn)，生活的各個領(lǐng)域。在工業(yè)，環(huán)境監(jiān)測，醫(yī)療，家庭等多方面都有應(yīng)用。因此要求也越來越高，數(shù)字溫度計就是一個簡單的例子。隨著溫度檢測理論與技術(shù)的不斷更新，溫度傳感器的種類也越來越多，每種傳感器根據(jù)其自身特性，都有它自己的應(yīng)用領(lǐng)域。本設(shè)計所介紹的數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，其輸出的溫度由數(shù)字顯示，具有讀數(shù)方便，測溫*圍廣，測溫準確，使用*圍廣，主要用于測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用，可廣泛用于需要溫度控制的地方。1.2根本工作原理及框圖原理：使用溫度頻率轉(zhuǎn)換電路，根據(jù)溫度和頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系，不同的溫度對應(yīng)不同的頻率值，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的頻率輸出，在顯示器中將頻率顯示出來，顯示的頻率就是對應(yīng)的溫度值，然后通過計數(shù)器使數(shù)和溫度轉(zhuǎn)化成的頻率信號能夠在顯示器上顯示。譯碼顯示電路溫度轉(zhuǎn)換為頻率電路與門計數(shù)器譯碼顯示電路溫度轉(zhuǎn)換為頻率電路與門計數(shù)器單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器圖1根本工作原理框圖2相關(guān)芯片及硬件電路設(shè)計2.1555定時器555定時器是一種多用途的單片中規(guī)模集成電路，該電路使用靈活，方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單諧震蕩電路，多諧震蕩電路和施密特觸發(fā)器。圖2555定時器內(nèi)部圖解555定時器工作時過程分析如下：5腳經(jīng)0.01uF電容接地，比較器C1和C2的比較電壓為：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。當VI1＞2/3VCC，VI2＞1/3VCC時，比較器C1輸出低電平，比較器C2輸出高電平，根本RS觸發(fā)器置0，G3輸出高電平，放電三極管TD導(dǎo)通，定時器輸出低電平。當VI1＜2/3VCC，VI2＞1/3VCC時，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出高電平，根本RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，555定時器輸出狀態(tài)保持不來。當VI1＞2/3VCC，VI2＜1/3VCC時，比較器C1輸出低電平，比較器C2輸出低電平，根本RS觸發(fā)器兩端都被置1，G3輸出低電平，放電三極管TD截止，定時器輸出高電平。當VI1＜2/3VCC，VI2＜1/3VCC時，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出低電平，根本RS觸發(fā)器置1，G3輸出低電平，放電三極管TD截止，定時器輸出高電平。2.2熱敏電阻熱敏電阻的主要特點是：①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上，能檢測出10-6℃的溫度變化；②工作溫度*圍寬，常溫器件適用于-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃〔目前最高可到達2000℃〕，低溫器件適用于-273℃～55℃；③體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；④使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇；⑤易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；⑥穩(wěn)定性好、過載能力強。2.374LS161N芯片74LS161N是一個具有異步清零，同步置數(shù)，可保持狀態(tài)不變的十六進制加法計數(shù)器。圖374LS161N引腳排列圖2.4主要電路的電路圖及原理單穩(wěn)態(tài)振蕩電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次后，延時一定時間再翻轉(zhuǎn)到最初狀態(tài)后一直保持此狀態(tài)的，需要外部觸發(fā)脈沖信號，電路才開場工作，沒有了該觸發(fā)脈沖信號，電路不工作的，就是單穩(wěn)態(tài)振蕩電路。圖4單穩(wěn)態(tài)振蕩電路圖5單穩(wěn)態(tài)振蕩電路PROTEUS仿真電路原理：無觸發(fā)信號輸出的時候，555內(nèi)放電三極管VT飽和導(dǎo)通，管腳7接地，電容電壓為0V。有觸發(fā)信號時，U0由低電平跳變?yōu)楦唠娖?，三極管VT截止，電路開場對電容C2充電，電路由穩(wěn)態(tài)進入暫穩(wěn)態(tài)，當1/3VCC<UC<2/3VCC時，處于中間保持狀態(tài)，仍有輸出。當UC剛略大于2/3VCC時，此時VT導(dǎo)通，電容上充的電將通過VT放電，這一步保證了輸出又回到了U0=0的穩(wěn)定狀態(tài)。主要參數(shù)的計算：暫穩(wěn)態(tài)脈沖的寬度為:TW=1.1RC〔1〕溫度轉(zhuǎn)換為頻率電路在NE555組成的多諧振蕩器中，電容C的充放電T1和放電時間T2各為:T1=〔R1+R2〕Cln(VCC-VT)/(VCC-VT)=(R1+R2)Cln2〔2〕T2=R1Cln(0-VT+)/(0-VT-)=R1Cln2〔3〕所以電路的振蕩周期為:T=T1+T2=(R2+2R1)Cln2〔4〕振蕩頻率為:F=1/T〔5〕通過改變C和R的參數(shù)可以改變振蕩頻率，溫度的變化可以改變熱敏電阻R2的阻值，它的變化又會改變振蕩頻率，所以可以通過改變頻率的變化來反響溫度的變化。圖6中取R2=2.5K,C=100nF，則根據(jù)以上的公式得2R1=1/(fCln2)-R2,得出R1=5K圖6溫度轉(zhuǎn)換為頻率電路圖7溫度轉(zhuǎn)換頻率電路PRITEUS仿真圖2.4.3譯碼顯示電路譯碼顯示電路由計數(shù)器電路，與非門，譯碼器組成。計數(shù)器電路由74LS161N芯片組成，74LS161N是一個具有異步清零，同步置數(shù)，可保持狀態(tài)不變的十六進制加法計數(shù)器。顯示電路由數(shù)碼管來顯示。以下圖8可以實現(xiàn)累加計數(shù)。圖8譯碼顯示電路2.5總體電路圖在各個模塊下匯總了下面這*電路圖,根據(jù)溫度和頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系，不同的溫度對應(yīng)不同的頻率值，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的頻率輸出，在顯示器中將頻率顯示出來，再通過計數(shù)器把數(shù)字把數(shù)字在顯示器上顯示出來。圖9總體電路圖總結(jié)這次的課程設(shè)計，使我認識到自己平時所學(xué)的知識并沒有掌握好，加深了對所學(xué)知識的理解。因為知識沒有掌握住，導(dǎo)致這次課程設(shè)計做的并不順利，但是到最后還是通過自己以及在小伙伴們的幫助下完成了這次課程設(shè)計，由最初的收集資料，到畫電路圖還有最終的調(diào)試，使我深刻的認識到課堂上學(xué)習(xí)的知識多么重要，要掌握好，學(xué)以致用。通過這次課程設(shè)計，也使我對專業(yè)加深了了解，對自己的專業(yè)更加感興趣。而且還培養(yǎng)了我的動手能力，遇到困難要堅持，不能放棄。從這次設(shè)計中，我收獲了許多培養(yǎng)了自己獨立思考問題解決問題的能力，加深了對數(shù)電，模電知識的理解，穩(wěn)固了學(xué)到的知識，對我以后的課程設(shè)計有很大的幫助，雖然可能有失敗的地方，但是真的收獲的更多。致謝正所謂，三人行，必有我?guī)?。在這次課程設(shè)計中，首先要感謝我的指導(dǎo)教師*教師，是您給了我一個關(guān)于這次課程設(shè)計明確的思路，耐心的指導(dǎo)，每當遇到問題，您都會不厭其煩的給我們解答，讓我們更加嚴格要求自己，要不然不會完成的則順利。其次，也要感謝我的同學(xué)們，他們在畫電路圖以及調(diào)試的時候，給了我很大的幫助，使我對一些元器件以及電路原理更加了解，使我學(xué)到了很多很多，順利的完成了這次課程設(shè)計。參考文獻[1]樂麗琴.數(shù)字電子技術(shù)[M].：電子工業(yè)，2021[2]