第1页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共10页电子设计竞赛题目一．简易数字温度计1.设计一个简易数字温度计（不得使用专门的温度传感器，比如DS18B20，可以使用热敏电阻或热电偶），能够实时采集环境温度并通过数码管或LCD显示；2.温度测量误差≤0.5℃；3.能够通过按键设置一个温度范围，实际测量温度小于或大于该范围时有报警提示，报警方式自定。温度设置范围自定，但是所设置的温度范围必须能够演示；4.提高温度测量精度，测量误差≤0.1℃；5.报告。通过A/D转换吧电压转换成数字型号；在用软件计算出此时的温度6.数显温度计的设计与制作7.欧伟民8.9.低温的测量常采用具有玻璃外壳的酒精温度计和水银温度计，这类温度计具有价格低廉、性能稳定、直观性强的优点，但也具有易破碎且只能在现场观察的缺点，水银温度计还易造成污染而有害健康。目前，应用最为广泛的是温度敏感元件和二次仪表的组合，既可用于远程显示，也可进行调节控制，还可做到自动记录。常用的温度敏感元件有热电偶、热电阻、二极管、IC温度传感器等。本文介绍的数显温度计是以半导体二极管作为温度传感器的数字显示温度计，其测温范围为－50℃～＋150℃，测温精度达0.1℃。一、测温探头工作原理在附图所示电路中，电阻R1～R3、二极管VD1～VD3、三极管V1构成温度传感器电路。其中，VD1、VD2串接作为测温探头；R1～R3、VD3、V1构成恒流源电路，给测温探头提供恒定的正向电流。大家知道，半导体二极管的正向压降决定于正向电流的大小和温度，当正向电流一定时，正向压降随温度的升高而下降。对于普通的硅二极管1N4148而言，具有约－2?1mV/℃的温度系数，当两个1N4148串接时，总的正向压降与温度的关系约为－4?2mV/℃。理论和实践都已证明，在－50℃～＋150℃的范围内，二极管的测温精度可达±0?1℃，与其他温度传感器比较，二极管温度传感器具有灵敏度高、线性好、简便的特点，而且当二极管的正向电流和温度一定的情况下，其正向压降是非常稳定的。通过计算可以知道，恒流源提供给VD1、VD2的恒定电流约为0?5mA。二极管VD3起温度补偿作用，保证恒流源能提供稳定的电流。二、测量显示原理测量探头把待测温度转换为相应的电压后，因为要实现温度的数字显示，就必须有模拟/数字转换装置。在附图中，IC1、IC2、IC3及其周围元件构成A/D转换、数字显示电路，这一部分电路以美国Motorola公司生产的A/D转换器MC14433为核心。MC14433是单片CMOS3位双积分型A/D转换器，该A/D转换器转换精度高，达±0?05％±1字；转换速率为2～25次/秒；输入阻抗大于1000MΩ；第2页共10页第1页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共10页外围元件少，电路结构简单；量程为1?999V和199?9mV两挡；输出8421BCD代码，经译码后实现LED动态扫描显示。MC14433的第2脚为外接基准电压Vref输入端；第3脚为被测电压Vin输入端；第1脚为模拟地，此端为高阻输入端，是被测电压和基准电压的地；第{15}脚为过量程输出标志端OR，平时OR为高电平，当|Vin|>Vref即超过量程时，OR为低电平。被测电压Vin与基准电压Vref成下列比例关系(当小数点定位于4个LED数码管的十位数时)：输出读数=×199?9在附图中，IC2(译码器MC14511)把IC1(MC14433)输出的BCD码译成十进制数显示，因为MC14433以扫描方式输出数据，所以只需要用一个译码器就能驱动4只共阴极LED数码管，其中千位数的数码管(最左边一个LED数码管)只接b、c两段。4只LED数码管的公共阴极分别由IC3(MC1413)中的4个达林顿复合晶体管驱动。负号由千位数的LED数码管之“g段”来显示，显示负号的“g段”由MC14433的Q2控制，当输入负电压时(对应温度为0℃以下)，Q2=“0”，显示负号的“g段”通过R15点亮；当输入正电压时(对应温度为0℃以上)，Q2=“1”，使MC1413的另一个达林顿复合晶体管把流过R15的电流旁路到地，使显示负号的“g段”熄灭。小数点固定在十位数的LED数码管，通过R16给小数点“dp”提供电流，使小数点“dp”点亮。在附图中，设置电位器RP1和RP2，其中RP1用于调节沸点(100℃)；RP2用于调节冰点(0℃)。整个电路的直流电源由IC4(...
