电子技术课程设计
数字式电阻测试仪
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指导教师：
日期：2008年12月29日
前言
随着信息科学和计算机技术的迅速发展，电子技术的理论与应用得到飞跃发展。信息正是一个高度发展的产业，而数字技术是信息的基础，数字技术是目前发展最快的技术领域之一，数字技术在数字集成电路集成度越来越高的情况下，开发数字系统的使用方法和用来实现这些方法的工具已经发生了变化，但大规模集成电路中的基本模块结构仍然需要基本单元电源电路的有关概念，因此用基本逻辑电路来组成大规模或中规模地方法仍然需要我们掌握。
与模拟技术相比，数字技术具有很多优点，这也是数字技术取代模拟技术被广泛使用的原因。优点有如下：
（1）数字系统容易设计。数字系统采用开关电路，开关电路中的电压和电流得值不重要，重要的是变化范围。
（2）信息存储方便。
（3）整个系统的准确度及精度容易保持一致。
（4）数字电路的抗干扰能力强。
（5）大多数数字电路能制造在集成电路芯片上。
在数字电子技术在数字集成电路集成度越来越高的情况下，课程设计这门课不仅让我们加深了理论的知识，更让我们认识了如何把学到的知识用于实践。
课程设计中的如何测量电阻并数字显示量程又是各种电子电器线路与装置不可缺少的部分。电阻的阻值，直接影响到电子电器线路与装置的工作质量和效率。所以我们选择了这个有意义的课题作为我们课程设计的题目。
本报告介绍了测量电阻的各个组成部分。而每个部分的电路又阐述了电路的工作原理，元器件选择及制作方法等，具有电路新颖，实用性强，易于制作等特点。在数字式电阻测试仪的设计中，各个部件将用到不同的数字基本逻辑单元和组合逻辑器件，集成芯片也会出现在电路中。
本课程设计过程中参考或引用了国内外各种书刊中的相关资料，在此向这些技术资料的原作者表示感谢。由于我们知识水平有限，时间有限，精力有限，所以在设计过程中难免有许多不足之处，敬请老师谅解并提出宝贵的意见。
目录
前言。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 题目及摘要。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4第一章系统概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 第一节总体思想。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 第二节各部分功能简介。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5第二章主要单元电路设计及分析论证。。。。。。。。。。。。。。。。。。6第一节. 电阻的电压比例输入法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 第二节A／D转换器一MCl4433。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 第三节显示译码器CD4511。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 第四节七路达林顿驱动器阵列MCl413。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 第五节发光数码管显示器。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 第六节简单调试要点。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 第三章补充说明。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 第四章课设的收获。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18附：设计总电路图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 元器件明细表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20 鸣谢。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21 参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21
设计题目：
初始条件：
本设计可以使用在数模电理论课上学过或没学过的集成器件和必要的门电路，用数码管显示被测电阻的数值。
要求完成的主要任务：
1. 被测电阻值范围100Ω～100kΩ；
2. 四位数码管显示被测电阻值；
3. 分别用红、绿色发光二极管表示单位；
4. 具有测量刻度校准功能。
摘要：
数字化测量仪器较模拟仪器具有使用方便，测量精确等优点。本次课程设是针对数字式电阻测试仪的设计，介绍了数字式电阻测试仪的设计方案及其基本原理，并着重介绍了数字式电阻测试仪各单元电路的设计思路，原理及整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。设计共有三大组成部分：一是系统概述，本部分概括讲解了电路的设计思想和各部分功能；二是各单元所用器件、其性能和在电路中的功能。三是设计小结，这部分包括设计的完成情况，并提出本系统需要改进的地方及遇到的困难。
关键字：
电阻转化电压模数转换器MC14433 驱动器1413 数码显示。
第一章系统概述
第一节 总体思想
本设计旨在将被测模拟量转换为数字量，并进行实时数字显示。该系统采用采用电阻
的比例法输入电路、MC14433——3位半A/D 转换器、MC1413 七路达林顿驱动器阵列、CD4511 BCD 码七段锁存-译码-驱动器、超量程闪烁报警电路和4位共阴极LED 发光数码管组成。 本系统是3 位半数字式电阻测量表，3位半指十进制数 0000～1999。其系统框图如下：
图1 系统框图
第二节 各部分功能简要介绍
1 直流源及串联电阻比较电路：用比例法将待测电阻值输入AD 转换器。通过提供流过被测电阻的电压与模数转换芯片标准电压的比值反映被测电阻与标准电阻的比值，再根据模数转换芯片内部特性将其阻值输出。
2 位A ／D 转换器(MC14433)：将输入的模拟信号转换成数字信号，并将与被测阻值有关的信号输入译码-驱动-显示电路，将溢出信号提供给双D 触发器组成的超量程报警电路。改部件是本设计电路的核心部分。
3 译码器(CD4511)：将二—十进制(BCD)码转换成七段信号。
4驱动器(MC1413)：驱动显示器的a ，b ，c ，d ，e ，f ，g 七个发光段，驱动发光数码管
(LED) 进行显示。
5显示器：将译码器输出的七段信号进行数字显示，读出A ／D 转换结果。
主要单元电路设计及分析论证
第一节被测电阻输入方案的选择
为了用数字的办法测量电阻，首先需要将被测电阻值以某种方式输入AD转换器。根据测量原理的不同，其输入方法有很多，如直接法、电桥法和充放电法。各种办法都有相应的优缺点，例如充放电法及直接法均需求得被测样两端的电压与通过被测样的电流，利用欧姆定律从而得出被测样的电阻，电桥法则是利用电桥两端电位的平衡来得出被测样的电阻。其中利用直接法测得的电阻( 如“摇表”) 存在读数不精确等明显的人为因素干忧，在读数较大的情况下尤其如此；
利用充放电法测得的电阻阻值偏大；而利用电桥法测量，则存在电桥调节费时费力等不利因素。
下面列出几中具体方案进行分析比较，最终选择得出方案：
方案一通过555单稳态触发器转换
利用单稳或电容充放电规律等，可以把被测电阻量的大小转换成脉冲的宽窄，即脉冲的宽度Tx 与Rx成正比。只要把此脉冲和频率固定不变的方波（以下称为时钟脉冲）相与，便可以得到计数脉冲，将它送给数字显示器。如果时钟脉冲的频率等参数合适，便可实现测量电阻。这种设想如图所示，图中计数控制电路输出的脉冲宽度Tx应与Rx成正比。其电路原理图及具体555单稳态触发器的构成及仿真如下图所示。
图1 方案一原理图
图2 计数控制电路
方案二利用施密特反相器构成方波发生电路，其输出脉冲宽度与被测电阻成正比，其余原理同上方案，其原理电路图如下：
图3 方案2原理图
方案三通过微分电路转换
把三角波输入给微分电路〔把被测电阻作为微分电阻)，在电路参数合适的条件下，微分电路的输出幅度与Rx成正比，再经过峰值检测电路或精密整流及滤波电路，可以得到与Rx成正比的直流电压Vx、然后再进行A／D转换，送给数字显示器，便可通过测电压来测电阻。这种设想如图l—1所示，图中的A／D转换器可采用数字仪表中常用的MC14433.图中压控振荡器输出矩形波，它的频率fx与Vx成正比，而Vx与被测电阻Rx成正比，因此fx与Vx成正比。在计数控制时间To等参数合适的条件下，数码显示器所显示的数字N就是Rx的大小。
图4 方案一的原理图
方案四电压比例输入法
本设计方案图如下，结合模数转换芯片MC14433本身的特性，为其提供电阻比较电路，如右图所示，两恒流源提供相等电流，两个标准电阻通过双掷开关选择，若模数转换器的标准电压和输入电压用Vo和Vi表示，标准电阻和被测电阻分别用RnRx表示，则其显示值满足下式：N=1999*Vi/Vo=1999*Rx/Rn
这表明显示值N仅取决于Rx和Rn的比例，故称之为比例法。式中Rx的单位根据n的值选定。接入不同阻值的标准电阻，并利用单刀双掷开关选择Rn的值，可得到想要的量程。标准电阻与量程的对应关系如下：
图5 方案4原理图
表1 标准电阻与量程对应关系
方案的比较
方案一
用555构成的单稳态电路在正常工作条件下输出脉冲的宽度Tx与Rx的函数关系是：
Tx=R*Cx*ln3
所产生的时间误差可能达到百分之五，再加上其他原因产生的误差，测量是的时间延迟太大。
方案二
用施密特反相器可以构成方波发生器，它的震荡周期与R成正比，但存在下列问题：（1）如果途中的施密特反相器是TTL器件74LS14，则震荡周期稳定性差。
（2）如果图中的施密特反相器是CMOS器件，则若C较小，振荡周期的稳定性差，甚至不能正常工作；若C较大，则震荡周期有可能过大造成响应时间太长。
方案三
利用微分电路和整流、滤波、峰值检测电路将电阻转换成电压，回路复杂，而且不易换算。
方案四
本方案原理较易理解，实现也方便简单。测量精确，而且利用标准电阻的更换让测量更具有灵活性。本电路还有一个好处是，可以测量两个未知电阻的阻值。此时将一个被测电阻仍作为Rx接入，另外一个作为Rn接入，则有：
N=1999*Vi/Vo=1999*Rx1/Rx2
对于标称值相同的两个电阻，其相对误差的表达式为E=Rx1-Rx2*100%=（Rx1/Rx2-1）*100%因此，将测量电阻比时的显示值减去1，并用百分数表示，就是Rx1Rx2的相对误差，其值一般再0.1%~10%之间。
所以最后决定，由于第三种方案换算和电路都比较简单，并且测量精确，本实验选取第三种方案。
最终具体方案（方案三细化）
由于本课设中所要求的R的量程为100—100千欧，选择倍率2和5，即标准电阻为200欧和200千欧，相对应的量程为0~200欧及0~200千欧，单位分别为0.1欧和100欧。为了判断所用的量程和
单位，为200欧标准电阻的一路串联一个红色发光二极管，为200千欧标准电阻的一路串联一个绿色发光二极管。当选定某一路标准电阻即量程时，该路相应的二极管发光，由此二极管可显示选定的量程大小和相应单位。当测量电阻较小时，选用红色放光的那一路，则可以精确到一位小数；若测量较大电阻，则选择绿色发光的那一路。
第二节A／D转换器一MCl4433
（一）芯片功能简介和内部结构
MC14433是美国Motorola公司推出的单片3 1/2位A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器，其主要功能特性如下：
精度：读数的±0.05%±1字
模拟电压输入量程：1.999V和199.9mV两档
转换速率：2-25次/s
输入阻抗：大于1000MΩ
电源电压：±4.8V—±8V
功耗：8mW（±5V电源电压时，典型值）
采用字位动态扫描BCD码输出方式，即千、百、十、个位BCD码分时在Q0—Q3轮流输出，同时在DS1—DS4端输出同步字位选通脉冲，很方便实现LED的动态显示。
MC14433最主要的用途是数字电压表，数字温度计等各类数字化仪表及计算机数据采集系统的A/D转换接口。
MC14433内部电路结构与引脚图如下：
图6 MC14433内部结构图
（二） MC14433的引脚说明：
[1].Pin1(VAG)—模拟地，为高科技阻输入端，被测电压和基准电压的接入地。
[2]. Pin2(VR)—基准电压，此引脚为外接基准电压的输入端。MC14433只要一个正基准电压即可测量正、负极性的电压。此外，VR端只要加上一个大于5个时钟周期的负脉冲(VR)，就能够复为至转换周期的起始点。
[3]. Pin3(Vx)—被测电压的输入端，MC14433属于双积分型A/D转换器，因而被测电压与基准电压有以下关系：
因此，满量程时Vx=VR。当满量程选为1.999V，VR可取2.000V，而当满量程为199.9mV时，VR取200.0mV，由于要用的是0到19.99伏的量程，可以使，VR取20.00V。
[4]. Pin4-Pin6(R1/C1，C1)—外接积分元件端。这三个引脚外接积分电阻和电容，积分电容一般选0.1uF 聚脂薄膜电容，如果需每秒转换4次，时钟频率选为66kHz，在2.000V满量程时，电阻R1约为470kΩ，而满量程为200mV时，R1取47kΩ。在20.00V满量程时，电阻R1约为4.7M
[5]. Pin7、Pin8(C01、C02)—外接失调补偿电容端，电容一般也选0.1uF聚脂薄膜电容即可。
[6]. Pin9(DU)—更新显示控制端，此引脚用来控制转换结果的输出。如果在积分器反向积分周期之前，DU端输入一个正跳变脉冲，该转换周期所得到的结果将被送入输出锁存器，经多路开关选择后输出。否则继续输出上一个转换周期所测量的数据。这个作用可用于保存测量数据，若不需要保存数据而是直接输出测量数据，将DU端与EOC引脚直接短接即可。
[7]. Pin10、Pin11(CLK1、CLK0)—时钟外接元件端，MC14433内置了时钟振荡电路，对时钟频率要求不高的场合，可选择一个电阻即可设定时钟频率，时钟频率为66kHz时，外接电阻取300kΩ即可。[8]. Pin12(VEE—负电源端。VEE是整个电路的电压最低点，此引脚的电流约为0.8mA，驱动电流并不流经此引脚，故对提供此负电压的电源供给电流要求不高
[9]. Pin13(Vss)—数字电路的负电源引脚。Vss工作电压范围为VDD-5V≥Vss≥VEE。除CLK0外，所有输出端均以Vss为低电平基准。
[10]. Pin14(EOC)—转换周期结束标志位。每个转换周期结束时，EOC将输出一个正脉冲信号。
[11]. Pin15( )—过量程标志位，当|Vx|>VREF时，输出为低电平。
[12]. Pin16、17、18、19(DS4、DS3、DS2、DS1)—多路选通脉冲输出端。DS1、DS2、DS3和DS4
分别对应千位、百位、十位、个位选通信号。当某一位DS信号有效（高电平）时，所对应的数据从Q0、Q1、Q2和Q3输出，两个选通脉冲之间的间隔为2个时钟周期，以保证数据有充分稳定时
间。图7 MC14433外部引脚图
[13]. Pin20、21、22、23(Q0、Q1、Q2、Q3)—BCD码数据输出端。该A/D转换器以BCD码的方式输出，通过多路开关分时选通输出个位、十位、百位和千位的BCD数据。同时在DS1期间输出的千位BCD码还包含过量程、欠量程和极性标志信息，这些信息所代表的意义见下表。[14]. Pin24(VDD)—正电源电压端。表2
（三）MC13344在电路中的具体工作原理
3位半A/D 转换器通过位选信号DSl—DS4进行动态扫描显示，由于MCl4433电路的A／D转换结果是采用BCD码多路调制方法输出，只要配上一块译码器，就可以将转换结果以数字方式实现四位数字的LED发光数码管动态扫描显示。DS1—DS4输出多路调制选通脉冲信号，DS选通脉冲为高电平，则表示对应的数位被选通，此时该位数据在Q0-Q3端输出。每个DS选通脉冲高电平宽度为18个时钟脉冲周期，两个相邻选通脉冲之间间隔2个时钟脉冲周期。DS和EOC的时序关系是在EOC脉冲结束后．紧接着是DS1输出正脉冲。以下依次为DS2、DS3和DS4。其中DS1对应最高位(MSD)，DS4则对应最低位(LSD)。在对应DS2，DS3和DS4选通期间，Q0-Q3输出BCD全位数据，即以8421码方式输出对应的数字0～9。在DS1选通期间，Q0-Q3输出千位的半位数0或1。因MC14433的OR#端通过MC4013输出与MC4511的消隐端BI#直接相连，当超过量程时，OR#=0使BI#=0，译码器输出全为0，使数码管不显示数字。
第三节显示译码器CD4511
1 CD4511简介
.CD4511是一个用于驱动共阴极LED （数码管）显示器的BCD 码—七段码译码器，具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码的CMOS电路能提供较大的拉电流。
其功能介绍如下：
BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。
LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。
CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。
其引脚图如图13所示。其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BI、LT；
13、12、11、10、9、15、14分别表示a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。
图8 CD4511引脚图
2. CD4511的工作原理
（1）CD4511的工作真值表如表3
（2）锁存功能
译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。
当LE为“0”电平导通，TG2截止；当LE为“1”电平时，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。（3）译码
CD4511译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二输入端与非门对输入数据B、C进行组合，得出、、、四项，然后将输入的数据A、D一起用或非门译码。
（4）消隐
BI为消隐功能端，该端施加某一电平后，迫使B端输出为低电平，字形消隐。
消隐输出J的电平为
J==（C+B）D+BI
如不考虑消隐BI项，便得J=（B+C）D 据上式，当输入BCD代码从1010---1111时，J端都为“1”电平，从而使显示器中的字形消隐。
第四节七路达林顿驱动器阵列MCl413
MCl413 采用NPN 达林顿复合晶体管的结构，因此具有很高的电流增益和很高的输入阻
抗，可直接接受MOS 或CMOS 集成电路的输出信号，并把电压信号转换成足够大的电流信
号驱动各种负载．该电路内含有7 个集电极开路反相器(也称OC 门)。MCl413 电路结构和引
脚如图2-2-3 所示，它采用16 引脚的双列直插式封装。每一驱动器输出端均接有一释放电感负载能
量的续流二极管。
图9 MC1413引脚分配及内部结构图
第五节发光数码管显示器
采用LTS547R型四位组合式7段共阴极LED显示器，显示亮度高，读数直观。若千位显示1，其余各位都消隐，则说明超量程，需要更换。
第六节简单调试要点
(1) 加电源电压。VDD=+5V，VEE = -5V。
(2) 用示波器观察MCl4433 的11 脚时钟频率。调整R使f =66kHz 。
（3）观察MCl4433 第6 脚处的积分波形．调整电阻R1 值使Ux 为1．999V 或199mV时，积分器输出既不饱和，又能得到最大不失真的摆幅。
(4) 测试线性度误差，将输入信号Rx 从100欧增大到100千欧，输出几个采样值，其
电阻值用标准数字电阻表监视，然后与LED 显示数值相比较，其最大偏差为线性误差。
第三章补充说明
一. 本电路较为复杂，可改用模数转换器芯片7107，该芯片功能十分强大，内置高精度直流源、驱动电路、译码电路，可以直接连接LED，不需在自己搭建外接电路。另外，ICL7106，7116，7126，7136配以LCD液晶显示器或者7117配以LED显示器都可以较为简便地完成本设计。但由于课程设计的锻炼对所学知识的理解和应用能力的目的，我们还是选用了一款功能较为单一的模数转换芯片。另一方面，由于7107价格太高，这样的选择提高了电路的性价比。
二. 本电路设计方案中电阻的输入电路需要外界提供直流恒流源，对精度的要求相当高，这是本设计实现的一大难题。
三. 本电路由于标准电阻只选择了200和200k两种（即倍率只选择了2和5两种），故量程不够大，精度也不够高（例如只不能提供小数点后的一位数），但足可以满足设计要求。若想增大量程或者提高精度，电路的改建也十分简单，只需更换标准电阻即可。
四. 除了555以外，本电路中所用的所有芯片在Multisim原件库中均找不到，我们尝试了multisim的各种版本，10.0，10.1，教育版，专业版，均不成功，而在网上又找不到元件库加载的网站，所以我们没有仿真，也没有在multisim上画图，一大遗憾。
课设中的收获
本次课设体会与其他几次课设最大的不同之处在于作品是几个人共同协作的成果。这种合作方式既有缺点又有优点。优点是各个人共同寻找资料、设计整体思路及各个单元模块的搭建，能提高效率，且将不同的方案从各个方面还有整体上进行分析对比，更有利于找到最优的解决方案。我们三人相互讨论，相互交流，对课题的理解有了一致的想法。我们最终选择了相对合理的现行方案，对各个模块的划分以及具体功能有了具体的分配。但是同时，三个人的工作分配、意见的统一也为设计带来了另一方面的问题。总之，此次课程设计首先锻炼的是我们的团结合作的能力。
第二方面，这次课设较其他几门课设的另一个很大的区别是题目很宽，只告诉要求达到的功能，设计思路完全自由，没有提供模板或者其他线索。特别是我们这一组的题目，很难找到相似程度很大的资料，我们只能靠自己所学的基础知识自己解决问题。刚开始完全不知道从哪下手，但是只有自己真正面对问题，不怕困难，才能一步一步地理清楚思路，弄清楚眉目。正是由于分配给我们的难题，一来锻炼了我们自主学习的能力，而来培养了我们迎难而上的精神。我们找到了一些关于电压表设计的资料，所以我们所面临的问题的关键在于怎么将测电压的知识搬移到测电阻上面。经过了思考和讨论，最终找到了我们能力范围之内的可行方案。
第三方面，正如其他的课设一样，本次课设提供了我们一个对所学理论知识融会贯通的机会。虽然以前接触过模数转换器，接触过译码器和LED，但从来没有亲自利用它们组装一个有目的的电路，所以这一过程中的芯片选用、电路原理、搭建方式，是超出课本上的理论知识范围的。对于一个新接触的芯片，由完全不了解，到了解它的功能、结构、接入方式，是一个有难度但更有喜悦和收获的过程，收获的是知识，喜悦的是我们收获知识的能力！
附录
图10 总电路图
湖南工学院 课程设计说明书 课题题目：温度测量仪 专业名称：xxxxxxxxx 学生班级：xxxxxxxxx 学生姓名：xxxxxxxxx 学生学号：xxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxxx 报告时间：xxxxxxxxx 小组人员：xxxxxxxxx
课程设计任务书 一设计目的 1、通过对温度测量电路的设计、安装和调试了解温度传感器的性能，学会 在实际电路中应用； 2、进一步熟悉集成运放的线性和非线性应用。 二设计要求和技术指标 1、技术指标： 要求设计一个温度测量器件，其主要技术指标如下： （1）测温范围：室温～50℃； （2）被测温度达到50℃时，指示灯亮（或蜂鸣器工作）； 2、设计要求 （1）设计一个能满足要求的温度测量及报警电路； （2）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图（选做）； （3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数； （4）在万能板、PCB板上或面包板上安装好电路并调试； （5）拟定测试方案和设计步骤； （6）撰写设计报告、调试总结及使用说明书。 3、设计扩展要求 （1）能显示输出温度；
目录 第1章绪论 (1) 1.1电子技术的发展趋势 (1) 1.2 本人的主要工作 (2) 第2章温度测量仪的电路设计 (3) 2.1 温度测量仪总体框图 (3) 2.2 AD590集成温度传感器 (3) 2.3 K—℃变换器 (4) 2.4 放大器 (5) 2.5 比较器 (5) 2.6 报警设备 (6) 2.7 电路原理图 (7) 第3章仿真与制作 (8) 3.1 电路的仿真 (8) 3.2 仿真结果及其分析 (12) 3.3 温度测量仪的调试 (12) 第4章总结报告 (13) 附录A元件清单 (14) 附录B实物图 (15) 参考文献 (16)
控制装置与仪表课程设计 课程设计报告 ( 2012-- 2013年度第二学期) 名称：控制装置与仪表课程设计 题目：炉膛压力系统死区控制系统设计院系： 班级： 学号： 学生： 指导教师： 设计周数：一周 成绩： 日期：2013年7 月5日
一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1 目的与要求 （1）认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 （2）了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。 （3）掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。 （4）初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 1.2设计实验设备 KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1 1.3 主要容 1. 按选题的控制要求，进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。 2 . 组态设计 2．1 KMM组态设计 以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图，由组态图填写KMM 的各组态数据表。 2．2 组态实现 在程序写入器输入数据，将输入程序写入EPROM芯片中。 3. 控制对象模拟及过程信号的采集 根据控制对象特性，以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路，模拟控制对 象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中，以便进行观察和记录。 4. 系统调试 设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产 过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改 时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设 备故障。动态调试一般包括以下容： 1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常； 2)检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行； 3）对控制回路进行在线整定； 4）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，要重新组态下装。 二、设计（实验）正文 1设计题目：炉膛压力系统死区控制系统设计（如附图1） 附图1： 引风机 炉膛压力系统死区单回路控制系统
课程设计(论文) 题目名称数字温度计 课程名称电子技术课程设计 学生姓名屈鹏 学号1141201112 系、专业电气工程系电气工程及其自动化 指导教师李海娜 2013年12月17日
邵阳学院课程设计（论文）任务书 年级专业11级电气工程及其自动化学生姓名屈鹏学号1141201112 题目名称数字温度计设计设计时间2013.12.9—2013.12.20 课程名称电子技术课程设计课程编号121202306 设计地点电工电子实验室408、409 一、课程设计（论文）目的 电子技术课程设计是电气工程及自动化专业的一个重要的实践性教学环节，是对已学模拟电子技术、数字电子技术知识的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成，着重培养学生工程实践的动手能力、创新能力和进行综合设计的能力，并要求能设计出完整的电路或产品，从而为以后从事电子电路设计、研制电子产品奠定坚实的基础。 二、已知技术参数和条件 用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，具体要求如下： 1、温度范围0-100度。 2、测量精度0.2度。 3、三位LED数码管显示温度。 三、任务和要求 1.按学校规定的格式编写设计论文。 2.论文主要内容有：①课题名称。②设计任务和要求。③方案选择与论证。④方案的原理框图，系统电路图，以及运行说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 ⑤必须用proteus或其它仿真软件对设计电路仿真调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。⑥收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效； 2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
唐山学院 Protel DXP 课程设计 题目基于单片机的温度监测电路 系 (部) 信息工程系 班级 姓名 学号 指导教师 2013年12月 16日至 2013年 12月 27日共 2 周 2013年 12 月 30 日
《Protel DXP》课程设计任务书
课程设计成绩评定表
目录 1引言 (1) 2 设计任务 (2) 2.1设计容 (2) 2.2设计要求 (2) 3原理图设计 (3) 3.1电路的总体工作原理 (3) 3.2 单片机最小系统的设计 (4) 3.3 电源电路 (5) 3.4 温度传感电路设计 (5) 3.5 键盘电路的设计 (7) 3.6 显示电路的设计 (8) 3.7 温度控制电路的设计 (10) 4 系统的软件设计 (11) 4.1 系统的主程序设计 (11) 4.2 中断程序的设计 (11) 6 设计总结 (13) 致 (14) 参考文献 (15) 附录 (16)
1引言 在工、农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域：消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备之过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械…等设备温度过热检测。温度检测系统应用十分广阔。 本设计运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统。该系统采用RS-232串行通讯标准，通过上位机（PC）控制下位机（单片机）进行现场温度采集。温度值既可以送回主控PC进行数据处理，由显示器显示。也可以由下位机单独工作，实时显示当前各点的温度值，对各点进行控制。 下位机采用的是单片机基于数字温度传感器DS18B20的系统。DS18B20利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量，轻松的组建传感器网络，系统的抗干扰性好、设计灵活、方便，而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合。如粮食仓储系统、楼宇自动化系统、温控制程生产线之温度影像检测、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测、石化、机械…等。
郑州华信学院 课程设计说明书 题目：智能压力测量仪 姓名：杨巍 院（系）：机电工程学院 专业班级：电气工程三班 学号：1102120310 指导教师：宋东亚杨坤漓 成绩： 时间：2013年12月17 日至2013 年12 月28 日
郑州华信学院 课程设计任务书 题目智能压力测量仪 专业、班级电气工程及其自动化三班 学号 1102120310 姓名杨巍 主要内容： 利用单片机计一个智能压力测量仪，要求显示压力数据。 基本要求： 1.设计一个智能压力测量仪，要求显示当前压力数值。 2.利用proteus软件完成设计电路和仿真； 3.掌握并口驱动数码管动态显示的方法； 4.通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。 主要参考资料： [1]李全利，单片机原理及接口技术[M]，高等教育出版社 [2]王文杰，单片机应用技术[M]，冶金工业出版社 [3]朱清慧，PROTEUS教程——电子线路设计、制版与仿真[M]， 清华大学出版社 [4]单片机实验指导书，天煌教仪 [5]彭伟，单片机C语言程序设计实训100例[M]，电子工业出版社 完成期限： 指导教师签名： 课程负责人签名：
年月日 目录 摘要 ...................................................................................................................................................... - 4 -1 引言 .................................................................................................................................................... - 4 - 1.1 问题的提出 .................................................................................................................. - 4 - 1.2任务与分析 ................................................................................................................... - 4 - 2方案设计 ................................................................................................................................................. - 5 - 2.1 系统方案设计论证....................................................................................................... - 5 - 2.1.1系统的控制方案设计......................................................................................... - 5 - 2.2最终设计方案总体设计框图........................................................................................ - 5 - 3 系统硬件设计 ........................................................................................................................................ - 6 - 3.1 AT89C51单片机 ........................................................................................................... - 6 - 3.1.1 AT89C51单片机介绍 ........................................................................................ - 6 - 3.1.2 选用AT89C51单片机原因 ...................................................................................... - 7 - 3.2 时钟电路 ...................................................................................................................... - 8 - 3.3 复位电路 ...................................................................................................................... - 8 - 3.4 PG160128A显示电路................................................................................................... - 9 -
产品技术规范书 （图片仅供参考） 设备名称：大型地网接地电阻测试仪型号： 生产厂家： 产品编码： 品牌：
一、概述 大型地网接地电阻测试仪，是变电站等各种现场应用于对接地电阻及相关参数测试的高精度测试仪器。该仪器具有体积小、重量轻、携带方便、抗干扰性能强、准确度高等特点。仪器为一体化结构，内置变频电源模块，输出电源连续变频可调。频率可变为45Hz 或55Hz，内置高速处理器核心，采用高端数字滤波技术，有效避开了工频电场对测试的干扰，从根本上解决了强电场干扰下准确测量的难题。大量现场测试和用户使用情况表明，在运行变电站的恶劣电磁环境下进行接地网测试时，异频地网接地阻抗测试仪的测量数据准确稳定、重复性好，是大、中型接地网特性参数测量的理想仪器。 二、功能特点 1、全触摸超大液晶显示器 操作简单，仪器配备了高端的全触摸液晶显示屏，超大全图形操作界面，每过程都非常清晰明了，操作人员不需要额外的专业培训就能使用。轻轻触摸一下就能完成整个过程的测量，是目前非常理想的智能型测量设备。 2、变频技术、精准测量 抗干扰能力强，由仪器内部自带变频电源模块提供仪器测量输出电源，频率可变为45Hz或55Hz，并采用数字滤波技术，有效地避开了现场各种工频干扰信号，使仪器实现高精度、准确可靠的测量。 3、DSP高速处理器 精准快速，仪器内部采用专业的DSP快速数字信号处理器作为处理核心，在保证测量数据精准的前提下，大大的提升了仪器本身的运算处理能力。 4、全过程智能测控 仪器在内部高性能处理核心的强力支持下，对整个测量过程当中的电流输出、电压采集以及频率变换等一系列复杂的运算步骤，快速自动的完成。仪器可以自动判断电流回路的阻抗，并据此自动调节异频电源的输出电流值（额定输出电流为5A），无须人为干预，即可自动完成测试任务。仪器的测量内容包括地网的接地阻抗Z、纯电阻分量R和纯感抗分量X。 5、海量存储数据 仪器内部配备有日历芯片和大容量存储器，能将检测结果按时间顺序保存，随时可以查看历史记录，并可以打印输出。 6、pc机数据处理
目录 1设计目的 (2) 2题目介绍 (2) 3 背景意义 (2) 3.1实验装置简介 (2) 3.2研究污垢传热的理论知识 (3) 4参数检测与控制 (5) 4.1进出口温度水浴温度测量 (5) 4.1.1 仪表种类选用及依据 (5) 4.1.2 注意事项 (6) 4.1.3 可能误差 (6) 4.2 实验管壁温测量 (7) 4.2.1 仪表种类选用及依据 (7) 4.2.2 可能误差 (7) 4.3 水位的测量 (7) 4.3.1 仪表种类选用及依据 (7) 4.3.2 注意事项 (8) 4.3.3 可能误差 (8) 4.4 实验管内流体流量的测量 (8) 4.4.1仪表种类选用与依据 (8) 4.4.2 可能误差 (10) 4.5 差压测量 (10) 4.5.1仪表种类选用与依据 (10) 4.5.2 可能误差 (11) 5.参考文献 (12)
第1章绪论 1.1设计目的 针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 2题目介绍 本课设题目以一多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需检测参数的检测。设计检测方案，包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 该实验装置上，需要检测和控制的参数主要有： 1、温度：包括实验管流体进口（20~40℃）、出口温度（20~80 ℃）， 2、实验管壁温（20~80 ℃）以及水浴温度（20~80 ℃） 3、水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm~500mm 4、流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，流量范围0.5~4m3/h 5、差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0~50mm 水柱 3 背景意义 3.1实验装置简介 如图3—1所示的实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授为首的课题组基于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。 基于本实验装置，先后完成国家、东北电力公司、省、市多项科研项目并获奖，鉴定结论为国际领先。目前承担国家自然科学基金、973项目部分实验工作。
摘要 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用。本设计以AT89C52单片机为核心，采用DS18B20温度传感器检测温度，由温度采集、温度显示,温度报警等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对温度采集和温度显示系统行了重点设计。本系统大部分功能能由软件实现，吸收了硬件软件化的思想。实际操作时，各功能在开发板上也能完美实现。本系统实现了要求的基本功能，其余发挥部分也能实现。 关键字：AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、数码管显示、温度采集
目录 一．绪论 .............................................................................................................
二．设计目的..................................................................................................... 三．设计要求..................................................................................................... 四．设计思路..................................................................................................... 五．系统的硬件构成及功能................................................................. 5.1主控制器............................................................................................... 5.2显示电路............................................................................................... 5.3温度传感器.......................................................................................... 六．系统整体硬件电路................................................................................. 七．系统程序设计 .......................................................................................... 八．测量及其结果分析 ................................................................................... 九．设计心得体会............................................................................................ 十．参考文献..................................................................................................... 附录1 源程序 附录2 元件清单及PCB图 一．绪论
单片机原理与接口技术课程设计 成绩评定表 设计课题基于89c51的自身断电保护系统设计 学院名称：电气工程学院 专业班级：自动1002 学生：秦凯新 学号： 7
指导教师：王黎臧海河周刚 设计地点：31-505 设计时间：2012-12-17～2012-12-28
单片机原理与接口技术课程设计 课程设计名称：基于89c52的压力监测系统设计 专业班级：自动1002 学生姓名：秦凯新 学号： 7 指导教师：王黎臧海河周刚 课程设计地点：31-505 课程设计时间：2012-12-17～2012-12-28
单片机原理与接口技术课程设计任务书
目录 1 引言 (6) 2 总体方案设计 (6) 2.1硬件组成 (6) 2.2 方案论证 (6) 2.3 总体方案 (7) 3 硬件电路设计 (9) 3.1 时钟电路 (9) 3.2复位电路 (10) 3.3 AD简介与原理分析 (10) 3.4 声光报警接口电路 (15) 3.5 显示及键盘接口电路 (15) 3.7 电源电路 (2) 4 系统软件设计 (3) 4.1 主程序设计 (3) 4.3 部分主要子程序的设计 (6) 5 系统调试与总结 (6) 5.1 系统功能测试 (6) 5.2 技术指标测试 (6) 6心得体会 (7) 6.1 为何不采用8255了？ (7) 6.2为何不采用A/D0809? (7) 6.3在帮助同学的过程中我学到了什么？ (7) 6.4在单片机领域我的规划? 7 参考文献 (8) 附录A 系统原理图 (9) 附录B 源程序 (10)
1 引言 压力监测普遍用于工业领域，并对国家的发展产生了深厚的影响，小到体重计，大到工业中反应炉的气压声电报警。甚至航空航天，智能仪表。以及机器人。本设计就是工业中最普遍的气压监测报警系统。所以，这个系统采用自动检测反应炉中的压力大小，通过传感器，并实时进行在液晶1602上进行显示，还有在液晶上进行参考上限电压值的设置和参考下限电压值的的设置。并通过在单片机部进行比较计算，来实现整个压力监测系统的声光电报警。 本系统的设计基于A/D0804芯片和AT89C52单片机，并采用液晶1602作为显示输出，系统虽小却包含了工业要求的各个方面，作为声电报警模块，主要用到蜂鸣器和发光二极管。当监测压力低于下限值和高于上限值就会进行声光报警。此次系统设计就是针对工业的反应炉的压力监测，甚至可做体重计到最小的方面。 本设计纯为个人设计。程序也在开发板验证成功，如有任何疑问，都可通过实验调试验证。 2 总体方案设计 2.1硬件组成 1.控制器。控制器是系统的核心部分，可以用工业计算机 PLC、或者单片机。 2. A /D转换器。A/D转换器可以把测得的模拟量转换成数 字量输出，可以直接读取。 3.继电器。继电器在电路中起到断电保护作用，是系统的 安全保障。其种类很多，有电流继电器、电压及电器、速度继电器 等等。 4.键盘。通过键盘可以设置限制电流大小。 5.液晶显显示。液晶可以显示设置电流以及实时电流值大 小。 2.2 方案论证
检测技术与仪表课程设计温度检测与控制实验系统设计
本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。该系统的被控对象为小型加热炉，供电电压为220VAC，功率2KW，被测温度1200度，误差不超过±1℃。本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度，将热电偶的输出信号直接传输到调节器，该调节器内部集成有变送器，并且可设定给定温度值，本实验为1200度。调节器将偏差信号变为标准的4—20MA或1—5v电信号。该信号输出到调功器，可改变晶闸管导通时间，从而调节输出平均电压的大小，实现加热炉温度的控制。经验证此控制器的性能指标达到要求。 任务书 设计参数：被测温度1200℃，最大误差不超过±1℃， 设计要求： （1）.被控对象为小型加热炉，供电电压220VAC，功率 2KW，用可控硅控制加热炉温度； （2）.通过查阅相关设备手册或上网查询，选择温度传感器、调节器、加热炉控制器等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；（3）.设备选型要有一定的理论计算； （4）.用所选设备构成实验系统，画出系统结构图； （5）.列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等
一摘要 本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。该系统的被控对象为小型加热炉，供电电压为220VAC，功率2KW，被测温度1200度，误差不超过±1℃。本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度，将热电偶的输出信号直接传输到调节器，该调节器内部集成有变送器，并且可设定给定温度值，本实验为1200度。调节器将偏差信号变为标准的4—20MA或1—5v电信号。该信号输出到调功器，可改变晶闸管导通时间，从而调节输出平均电压的大小，实现加热炉温度的控制。经验证此控制器的性能指标达到要求。 二系统框图
智 能 温 度 测 量 仪 课 程 设 计 报 告 专业：电气工程及其自动化 班级：10级电气1班 姓名：柴冬 学号：14894029 Pt100温度传感器 温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，达到测温的目的。在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器，将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。 热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等。近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，
这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃,一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要。 热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等，各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。 非接触式温度传感器主要是被测物体通过热辐射能量来反映物体温度的高低，这种测温方法可避免与高温被测体接触，测温不破坏温度场，测温范围宽，精度高，反应速度快，既可测近距离小目标的温度，又可测远距离大面积目标的温度。目前运用受限的主要原因一是价格相对较贵，二是非接触式温度传感器的输出同样存在非线性的问题，而且其输出受与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。 本设计的要求是采用“PT100”热电阻，测温范围是-200~+600℃，精度0.5%，具体的型号选为WZP型铂电阻。 AT89C51单片机 AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 LCD显示器 液晶显示器是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。和CRT 显示器相比，LCD的优点是很明显的。由于通过控制是否透光来控制亮和暗，当色彩不变时，液晶也保持不变，这样就无须考虑刷新率的问题。对于画面稳定、无闪烁感的液晶显示器，刷新率不高但图像也很稳定。LCD显示器还通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光，所以它做到了真正的完全平面。
目录 第 1章课程设计简介 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 要求分析 (1) 第 2章总体设计 (2) 2.1 压力测量仪框图 (2) 2.2 原理 (2) 恒压源供电不能消除温度影响。 (4) 第 3章模块电路设计 (5) 3.1 电桥测量电路 (5) 3.2 模数转换 (6) 3.3 放大电路 (7) 第 4章硬件电路设计 (8) 4.1 模数转换器 (8) 4.2 金属箔应变片 (9) 第五章电路调试与说明 (11) 心得体会 (12) 参考文献 (13) 附录系统原理图 (14)
第 1章课程设计简介 1.1 设计要求 (1) 设计一个电子天平，量程为0 ～ 1.999Kg，传感器采用悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁上贴有应变片）。显示电路采用共阳极数码管。3位半A/D转换电路。 (2) 安装、调试电路。首先对电路进行调零、定标，然后再对电路进行稳定性、漂移（零漂、温漂）、重复性、线性等参数的测试和分析。 1.2 要求分析 压力测量仪设计在于其精度高、显示时间快、操作方便、易读数、价格低廉等优点。此次设计通过使用电桥测量传感器采集模拟信号，仪用放大电路对微弱信号进行放大，送入MC14433A/D 转换器进行模数转换，然后进行BCD码的译码，再经驱动电路送入LED显示电路显示，完成了压力测量仪的基本设计。能够实现对0到1.999Kg物体的测量。 需掌握金属箔应变片组成的称重传感器的正确使用方法、放大电路、A/D转换电路等
第 2章总体设计 2.1 压力测量仪框图 2.2 原理 压力测量仪由以下五个部分组成：传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等组成。 (1) 传感器测量电路 称重传感器的测量电路通常使用电桥测量电路，它将应变电阻值的变化转换为电压的变化，这就是可用的输出信号。 电桥电路由四个电阻组成，如图2所示：桥臂电阻R 1，R 2 ，R 3 和R 4，其中两对角点AC接电源电压U SL =E（+10V），另两个对角点 BD为桥路的输出U SC ，桥臂电阻为应变电阻。 R 1R 4 =R 2 R 3 时，电桥平衡，则测量对角线上的输出U SC 为零。当传 感器受到外界物体重量影响时，电桥的桥臂阻值发生变化，电桥
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
目录 一、引言 (2) 二、产品简介 (2) 1、使用范围 (2) 2、工作原理 (2) 3、性能特点 (2) 三、技术指标 (3) 四、操作方法 (3) 五、测量事项及维护保养 (5) 六、配套附件 (7) 七、售后服务 (7)
一、引言 欢迎使用高质量BY2571接地电阻测试仪。本产品是您测量各种装置的接地电阻理想的更新换代产品！在您使用本仪表前，请仔细阅读说明书。 二、产品简介 1、使用范围 本表适用于电力、邮电、铁路、石油、化工、通信、矿山等部门测量各种装置的接地电阻以及测量底电阻的导体阻值，本表还可测量土壤电阻率及地电压。 2、工作原理 工作原理为由几内DC/AC变换器将直流变为交流的低频恒流，经过辅助接地极C和被测物E组成回路，被测物上产生交流压降，经辅助接地极P送入交流放大器放大，再经过检波送入表头显示。借助倍率开关可得到三个不同的量限： 0-2Ω、0-20Ω、0-200Ω。 3、性能特点 本仪表与传统手摇式地阻仪相比，具有以下特点: ●应用了DC/AC变换技术，集三端钮、四端钮量方式为一体，使 用电源可交、直流两用。 ●采用锁相同步跟踪检波方式，及开关电容滤波器，使抗干扰能 力极强。 ●摒弃了传统的人工手摇式发电方式，不需人力做功。 ●不需人工调节平衡，一目了然的面板触摸键操作，LCD数字显 示使得测量十分方便和迅速，消除了指针式仪表的视觉误差。 ●允许的辅助接地电阻阻值很大，更好的保证了测量精度，分辨
率高。 除测试接地电阻外，还可以测试低压电阻导体电组值。土壤电组率以及交流地电压。 三、技术指标 四、操作方法 1、接地电阻测量（图一）
第一章绪论 1.1 课程设计目的 针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。 通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 1.2课题介绍 本课设题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需参数的检测。设计检测方案，包括检测方法，仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 1.3 实验背景知识 换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。 1.4 实验原理 1.4.1 检测方法 按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。 热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种； 非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。 这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里选择热学法中的污垢热阻法。
1.4.2 热阻法原理简介 表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf ， 污垢层平均厚度δf 和污垢热阻Rf 。这三者之间的关系由式表示： （1-1） 图1-1 清洁和有污垢时的温度分布及热阻 通常测量污垢热阻的原理如下： 设传热过程是在热流密度q 为常数情况下进行的，图1a 为换热面两侧处 于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为： （1-2） 图1b 为两侧有污垢时的温度分布，其总传热热阻为： （1-3） 忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响，则可认为 （1-4） 于是两式相减得： （1-5） 该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。 实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见，假定换热面只有一侧有污垢存在，则有： （ 1-6） f f f f f f m R δλλρ1==c w c c R R R U 21/1++=f f w f f f R R R R R U 2211/1++++=f c f c R R R R 2211,==c f f f U U R R 1121-=+q T T R R R R U b f s f f w c f /)(/1,121-=+++=
目录 目录 (2) 一、资料收集 (3) 1.1、芯片介绍 (3) 1.2、DS18B20简介 (3) 1.3、DS18B20的内部结构 (3) 1) 64位的ROM (4) 2) DS18B20温度传感器的存储器 (4) 1.4、DS18B20的时序 (4) 1.5、DS18B20的复位时序 (5) 1.6、DS18B20的读时序 (5) 1.7、DS18B20的写时序 (5) 二、智能型温度测量仪的原理 (5) 2.1、智能型温度测量仪的系统描述 (6) 2.2、智能型温度测量仪的性能指标 (6) 2.2、智能型温度测量仪的硬件结构 (6) 2.3、智能型温度测量仪的工作流程图 (7) 1)智能型温度测量仪的工作流程图如下 (7) 2)智能型温度测量仪的按键流程图如下 (7) 3) 软件设计流程图 (8) 2.4、智能型温度测量仪的原理图 (10) 三、遇到的问题与解决方案 (11) 四、结论与评价 (11)
一、资料收集 1.1、芯片介绍 T89C52是一种低电压、高性能CMOS 8位微处理器 它自带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory），俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪存存储器组合在单个芯片中，A TMEL的A T89C52是一种高效微控制器。AT89C系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 1.2、DS18B20简介 单总线数字温度传感器DS18B20，体积更小、适用电压更宽、更经济Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20“一线总线”数字化温度传感器，测量温度范围为-55°C~+125°C。在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量 如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜、体积更小。DS18B20的特性可以程序设定9~12位的分辨率、精度为±0.5°C。用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM、精度降低为±2°C。DS18B20使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。 1.3、DS18B20的内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: DQ为数字信号输入/输出端 GND为电源地 VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。