仪器仪表电路课程设计总结--温度测控电路

燕山大学测控电路课程设计说明书题目温度测控电路学院（系）：电气工程学院年级专业： XX医疗仪器X班学号： XXXXXXXXXXXX学生姓名： XXX指导教师： XX教师职称： XX燕山大学课程设计（论文）任务书说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

20xx年7月 2日燕山大学课程设计评审意见表目录第1章引言 (2)1.1温度测量系统的简介 (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 (4)2.3 K—℃变换器 (6)2.4 放大器 (7)2.5 比较器 (8)2.6 报警电路设计 (9)2.7 电路原理图 (10)第3章仿真与制作 (11)3.1 电路的仿真 (11)3.2 仿真结果和其分析 (12)第4章课程设计总结 (13)附录元件清单 (14)参考文献 (15)第1章引言1.1温度测量系统的简介生活中有很多需要温度测量的地方比如热水器、电冰箱等温度测量系统就是必不可少的。

它包括了温度传感器、放大器、比较器、电阻、模拟电路实验箱、发光二极管、蜂鸣器等等。

其中温度传感器是一个热敏电阻，它通过感知温度的变化来改变电路中电流的大小，并影响电路中二极管和蜂鸣器中所通过的电流，使其产生变化。

而后通过multisim 软件仿真的实现来使二极管发光以和使蜂鸣器报警，从而来实现温度预警。

温度的测量是生产生活中时常需要的工作，进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性和安全性、开发虚拟传感器和网络传感器测温系统等高科技的方向迅速发展。

Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics 简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

温度是一个与人们生活和生产密切相关的重要物理量。

温度的测量和控制技术应用十分广泛。

在工农业生产和科学研究中，时常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动的控制、调节该系统的温度。

本设计主要结合摹拟电子技术和数字电子技术的基本知识来实现温度测量与控制，温度测量电路运用铂热电阻温度传感器，控制电路是通过两个电压比较电路来实现，声光报警装置采用 LED 和蜂鸣器构成。

工作原理主要是利用温度传感器把系统的温度通过A\D 转换电路将电信号转换成数字信号，并通过与之连接的译码电路中显示出来，译码显示部份应用有内置译码器的四输入数码管完成，而 8 位二进制数到 8421BCD 码的转换由 74185 来实现。

同时电压信号通过电压比较器与输入电压比较决定输出是高电平或者是低电平，进而控制下一个电路单元的工作状态。

调温控制电路中，测量温度大于设定温度时，控制电路接通降温设备对其降温，测量温度小于设定温度时，控制电路接通加热设备对其加热。

报警系统是将测量温度与上下限温度通过电压比较器比较。

温度传感器差动放大电路二阶低通有源滤波器 A/D 转换电压比较器控制温度声光报警1. 测量温度范围为 20℃~165℃，精度 0.50℃；2. 被测量温度与控制温度均可数字显示；3. 控制温度连续可调；4. 温度超过设定值时，产生声光报警。

1．方案比较方案一：系统方框图如图 1 所示， 温度传感器测量被测量的温度， 转换成电压信号后经过滤波消 除干扰信号， 放大电路将所测信号幅度与后续电路的工作范围做一匹配， 所得实用信号经过 A/D 转换专职转换成数字信号。

此数字信号经三条路径：其一，进入超限报警装置与所设定 的温度范围进行比较，若超限则发出声光报警;其二，经过码制转换后进入数码管显示当前 所测温度； 其三， 进入数字比较器与输入的控制温度进行比较， 产生温度控制机构的工作信 号， 同时显示输入的控制温度。

此系统可以对被测体的温度进行实时跟踪测量， 并进行有效 控制，总体上实现了温度的测量与控制。

【课题名称】温度测量与控制电路【摘要】温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。

本次设计主要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识，同时综合温度传感器的相关应用，从基本的单元电路出发，实现了温度测量与控制电路的设计。

总体设计中的主要思想：一、达到设计要求；二、尽量应用所学知识；三、设计力求系统简单可靠，有实际价值。

{陈涛的部分}AD转换部分使用集成芯片AD574A；二进制到8421BCD码的转换用EEPROM 281024实现；显示译码部分用74LS48和数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用74LS160十进制加计数器和锁存器74LS175实现；温度的判断比较数值比较器74LS85的级联实现；通过使用74LS160和ADG508F实现了多路温度循环监测功能。

{声光报警部分}温度控制执行部分采用555构成的单稳态电路，提高了加热系统与降温系统的稳定性和实用性。

【关键词】：温度传感器A/D转换控制温度声光报警二进制转BCD 译码显示【设计要求】1. 测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C；2. 被测量温度与控制温度均可数字显示；3. 控制温度连续可调；4. 温度超过设定值时，产生声光报警【正文】一、系统概述和总体方案论证与选择方案A.如图1-1所示，温度传感器部分将温度线性地转变为电压信号，经过滤波放大，一路输入A/D转换电路，经过译码进行数字显示，另一路与滑变分压经过电压比较器进行比较输出高低电平指示信号，温度控制执行模块和声光报警部分。

图1-1 总体方案A方案B.如图1-2所示，温度传感和A/D转换，译码显示，温控执行和报警均与方案A相同，不同处在于控制温度设定方式和温度超限判断方式。

方案A的超限判断模块和控制温度设定主要使用模拟信号，该方案易受外界干扰如使用环境温度等因素，另外由滑变设定温度不易调节精确，实际中，若采用电池供电，电源电压的变化会影响其温控范围的准确性。

温度检测控制与报警电路设计报告Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】实习报告课号课程名称专业班级学号姓名指导教师起止日期温度检测、控制与报警电路的原理分析与仿真一、实习任务1．设计课题：温度检测、控制与报警电路的原理分析与仿真2．课程设计目的：（1）巩固所学的相关理论知识；（2）实践所掌握的电子制作技能；（3）会运用multisim工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则（5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题（6）学会撰写课程设计报告（7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风.（8）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力二、总体设计本设计的工作原理主要分为温度检测、比较环节、通电指示、光报警、声报警及降温环节几部分。

总体设计中的主要思想：本实验由于在仿真时，没有温敏电阻的实际模型，所以用滑动变阻器直接代替温敏电阻的功能进行试验。

本设计采用放大电路，将代替温敏电阻的滑动变阻器传送过来的电压进行放大，以便于观察。

DA 转换部分使用三极管S8050；温度的判断比较通过数值比较器LM358实现；声光报警利用555定时器构成多谐振荡器组成；当温度超过一定数值，由继电器实现降温工作。

1.温度检测：滑动变阻器直接代替温敏电阻，将温度(物理量)转换成对应的电压（电量）。

2.比较环节：将设定数字量所对应的电压量与检测温度对应的电压量比较经过电压比较器，输出高低电平指示信号，由此控制声光报警模块，当检测温度达到或超过设定报警温度时即产生声光报警。

3.声光报警环节：不同检测温度经过电压比较器与所设温度对应的数字量，输出高低电平指示信号。

温度测量控制系统学生姓名：董锦锦学号：20105042051学院：物理电子工程学院专业：电子信息工程指导教师：马建忠职称：教授摘要：温度的测量是生产生活中时常需要的工作，进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

关键词：温度传感器；高精度；总线标准化；高可靠性；测温系统Temperature measurement and control systems Abstract：Temperature measurement is the production of life often need to work, in the 21st century, the temperature sensor is headed in high precision, multi-function, bus, standardization, high reliability and safety, development virtual sensor and network sensor, research monolithic temperature measuring system and other high-tech direction develop rapidly.Key words：The temperature sensor; High precision; Standardization of the bus; High reliability; Temperature measurement system1 绪论1.1指导思想本课题以PT100热电阻为温度检测元件，设计了一个对单点温度实时检测的单片机温度检测系统。

1.2基本设计内容及要求使用PT100温度传感器（电阻值随温度变化），设计传感器放大电路，将传感器的电阻值转变为0~5V电压信号，将温度值显示出来。

《电子技术》课程设计报告班级机电1111 学号 1111106125 学生姓名宋建辉专业测控技术与仪器系别机械工程学院指导教师电子技术课程设计指导小组淮阴工学院电子与电气工程学院2013年7月2.内容编排1、设计目的：（1）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

（2）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

（3）进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

（4）培养学生的创新能力。

2、设计要求（1）电源电压：-5~+5V（2）主要单元电路和元器件参数计算，选择；（3）画出总体电路图；（4）设计，焊接电路，实现预期功能；（5）调试电路；（6）提交格式上符合要求，内容完整的设计报告。

3、总体设计1、温度检测电路：对PT100进行加热，其阻值随温度改变，由于其温度与电压近似于成线性关系这样就可以得到相应的电压值；2、信号放大电路：用运放对信号进行放大，送入V/F变换电路，利用V/F转换器LM331，转换成相应的频率信号；3、V/F变换电路：利用V/F转换器LM331将所得电压信号变换成相应的频率信号；4、十进制计数电路：将所得频率，转换成相应的十进制数；5、译码显示电路：由CD4511驱动三位数码管，显示相应的温度值，其刷新频率约为每秒一次；6、温度设定电路：运用电压跟随器，设定参考电压；其电压与温度的对应关系为0.01V/o C;7、超温比较电路：运用电压比较器，使输出信号达到参考电压时报警；声光报警电路：利用二极管和蜂鸣器实现声光报警；4、单元电路设计4.1单元电路设计包括：分析电路的组成、介绍电路工作原理、各单元电路元器件参数计算、选择功能说明及使用方法。

测控电路课程设计报告引言：测控电路是电子技术中的重要分支之一，它涉及到信号的采集、处理和控制等方面。

本文将针对测控电路的课程设计进行报告，详细介绍设计的背景、设计思路、实验步骤和实验结果等内容，旨在通过本次课程设计实践，加深对测控电路的理解和应用。

一、设计背景本次课程设计的主题是温度测控电路设计。

随着现代工业的发展，温度测控在工业生产和实验研究中起着非常重要的作用。

因此，设计一种能够准确测量温度并实现温度控制的电路是本次课程设计的目标。

二、设计思路1. 温度测量部分：我们选择了热敏电阻作为温度传感器，通过测量热敏电阻的电阻值来间接测量温度。

为了减小测量误差，我们采用了差动放大电路对信号进行放大和滤波处理。

2. 温度控制部分：我们采用了PID控制算法，结合微处理器控制技术，通过对输出信号进行调整，实现对温度的控制。

三、实验步骤1. 硬件设计：根据设计思路，我们选择合适的元器件进行电路设计，包括热敏电阻、运放、微处理器等。

在电路设计中，需要考虑元器件的参数选择、电路板的布局和连接方式等因素，确保电路的稳定性和可靠性。

2. 软件编程：根据PID控制算法和微处理器控制技术，编写相应的程序代码。

在编程过程中，需要考虑控制算法的实现、传感器数据的处理和输出信号的控制等方面。

3. 实验调试：完成硬件设计和软件编程后，进行实验调试。

首先，通过对热敏电阻电路的测量，验证温度测量的准确性和稳定性；然后，通过对PID控制算法的调试，验证温度控制的效果和稳定性。

四、实验结果经过实验调试，我们成功设计出了一种能够准确测量温度并实现温度控制的测控电路。

在测量部分，我们通过差动放大电路对热敏电阻的信号进行放大和滤波处理，得到了稳定的温度测量值；在控制部分，我们采用了PID控制算法和微处理器控制技术，成功实现了对温度的控制，并保持了较好的控制精度和稳定性。

总结：通过本次测控电路课程设计，我们深入了解了测控电路的基本原理和设计方法，掌握了热敏电阻的测量原理和PID控制算法的应用技巧。

测控电路实训总结报告在测控电路实训过程中，我学到了很多关于电路设计、测量和控制的知识，同时也提高了动手实践的能力。

本次实训项目的主要目标是设计一个能够测量电压和温度并进行控制的电路。

在实验的开始阶段，我首先进行了电路设计。

根据实验要求，我选择了合适的电压测量电路和温度测量电路，并将它们连接在一起。

这样，我可以通过测量电路采集到电压和温度数据。

在电路设计完成后，我开始着手实验的硬件搭建。

我按照电路图的要求，逐一连接电路元件，确保电路的连接正确无误。

在这个过程中，我学会了如何正确使用连接线、电阻器、电容器等各类元件，并且掌握了相关测量仪器的使用方法。

接下来，我开始进行电路的测试和调试工作。

通过连接示波器和多用表等测量仪器，我可以实时监测电路中的信号波形和电压数值。

通过观察和测量，我可以分析电路中是否存在问题，并根据需要进行调整和修正。

在测试和调试的过程中，我遇到了一些困难和问题。

例如，在连线过程中可能出现接触不良的情况，导致测量数据不准确。

此时，我需要仔细检查和调整连接，确保信号的传输畅通无阻。

在实验的最后阶段，我开始进行电路的控制设计。

通过连接微控制器和相应的控制元件，我可以根据测量到的电压和温度数据，进行相应的控制操作。

例如，当电压过高时，可以自动切换电路的输出，以保护电路和设备的安全。

通过本次实训，我不仅学到了电路设计和测量技术，还培养了动手实践和解决问题的能力。

通过自己亲手搭建电路并进行测试调试，我对电路设计和工作原理有了更深入的理解。

同时，我也意识到实际操作中可能出现的问题和困难，并学会了解决方法。

总的来说，本次测控电路实训对我来说是一个很有意义的经历。

通过实际操作和探索，我对电路设计、测量和控制有了更深入的了解，并培养了重要的动手实践和问题解决能力。

这对我的学习和未来的工作都具有很大的帮助。

测控电路课程设计报告题目：温度测量与显示及报警电路的设计学院：机电工程学院姓名：朱**学号：2011******班级：测控112班日期：2014年*月*日目录一. 设计目的 (2)二. 设计任务及要求 (2)三. 设计内容 (3)3.1 稳压电源电路的设计 (3)3.2 测量电路的设计 (3)3.3 放大电路的设计 (4)3.4 报警电路的设计 (4)3.5 总电路 (5)四. 元器件选择 (6)4.1 热敏电阻的选择 (6)4.2 放大器的选择 (6)4.3 比较器的选择 (7)五. 电路调试 (7)六. 设计的体会及其改进建议 (11)温度测量与显示及报警电路的设计一. 设计目的运用有关的课程的基础理论知识和技能解决实际问题的能力，提高本专业必要的基本技能、方法和创新能力。

完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节、掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。

了解有关电子器件和集成电路的工作原理。

二. 设计任务及要求基本要求：1.利用温度传感器（热敏电阻）测量某环境的温度.2.用数字表头实现测量值的显示；3.温度超过额定值时，产生声、光报警信号。

采用蜂鸣器报警，声音大小由环境温度与报警温度的差值决定。

三. 设计内容3.1稳压电源电路的设计要使电路能够稳定的工作首先就要提供一个稳定的电源，如图1就是我们设计的稳压源电路图，电路中的LM358N为电压跟随器，用来形成稳定的电压源供测量电路使用。

图中1N4732A为4.7V稳压管，调节R3使电压跟随器LM358N的输出Uo1稳定为2.5V，为后面的测量电路提供稳定可靠地电源供应。

其电路原理图如图1：图13.2测量电路的设计如电路图图2所示其中R5为负温度系数热敏电阻，即随着温度的升高，阻值减小。

该热敏电阻在常温（24°C）时电阻为160欧姆。

测控电路课程设计报告一、设计要求设计一个温度测量电路，测量范围0.0—50.0℃，精确至小数第一位，采用AD590为传感元件，3个LED数码管显示测得值。

二、电路基本原理传感器输出信号通过温度传感处理电路，得到与温度成正比的电压信号，输入电压比较电路，将比较电路输出电压输入A/D转换电路，驱动数码管显示温度值。

三、设计步骤1、设计传感器输出信号分压比较电路2、根据原理框图各部分的功能，查阅资料，完成单元电路设计，参数计算和器件选择3、列出所有元器件清单，报实验室备件4、按照设计电路原理图在面包板上安装、调试电路5、绘制总体电路原理图6、完成设计报告四、设计内容1、A/D转换及显示电路使用三位半LED显示A/D转换器ICL7107，电源电压+5V。

根据ICL7107芯片手册选取积分电阻470KΩ，积分电容0.22μF，自动校零电容0.047μF，参考电容0.1μF，振荡电容100pF。

再由ICL7101直接驱动3个共阳极数码管，分别显示十位、个位和十分位。

根据“显示值=1000×（VIN/VREF）”，温度每上升1℃，数码管示值增加100（1为十位，00分别为个位和十分位），故选择VREF为4V，则有温度每上升1℃，VIN （=Vo）增大0.04V，即Vo=T/25。

2、温度传感处理电路AD590温度传感器规格如下：其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，温度每增加1℃，传感器增加1μA的输出电流；可测量范围-55℃—150℃；供电电压范围+4V—+30V。

将传感器接入12V电源，并与5.1K电阻串联接地，电阻分压后接电压跟随器以获得稳定的电压输出，电压跟随器以及比较电路中的差动放大器均采用LM358双运放芯片。

AD590的输出电流I=(273+T) μA（T为摄氏温度），V1=(273+T)×5αmV （α为由于电阻精度引起的误差校正系数）。

3、电压比较电路为滤除电源杂波，使用齐纳二极管作为稳压元件，和1.2K 电阻串联后接入12V 电源。

电子电路实验15 综合设计总结报告题目：温度测量数显控制仪的设计实现班级：20110821学号：2011082105姓名：高晨宇成绩：日期：2014.6.3一、摘要热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到控制装置或者其他仪表上，以此来打到温度测量的目的。

目前应用范围非常广泛，比如：医疗、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备。

本次实验，温度测量数显控制仪的设计实现包括：温度采集模块、电阻电压转换模块、A/D转换模块、控制电路模块、显示电路模块等五个模块组成。

温度采集传感器采用热敏类电阻铂 Pt100，Pt100阻值在0℃时为100欧姆，并且会随着温度上升而成匀速增长的。

A/D转换器用ICL7107（双电源±5V供电,适合驱动发光二极管显示）。

蜂鸣器和发光二极管能够在测量温度大于等于控制温度时发出报警，并启小风扇进行散热。

数码管能够显示测量温度和控制温度，范围为-50～200℃，其测量误差为±1℃。

整个系统设计简便，灵敏度较高，工作状态较为稳定，可应用于室温测量和-50℃～200℃以内的温度测量。

二、设计任务2.1 设计选题选题15 温度测量数显控制仪的设计实现2.2 设计任务要求设计一个可在一定温度范围进行温度测量与控制的温度测量数显控制仪该仪器测量温度的范围为-50～200℃，能够对温度值进行数字显示（可显示温度测量值和设定温度值两种），其测量误差为±1℃。

当超过某一设定温度上限值时（如30 ℃）能声光报警，并启动小风扇降温。

三、方案设计与论证基于ICL7107的温度测量数显控制仪本方案的设计电路由稳压电路、温度采集、电阻/电压转换器、控制电路和显示电路组成。

其中，温度采集传感器采用热敏电阻铂Pt100，A/D转换器用ICL7107（双电源±5V供电，适合驱动发光二极管显示），共阳数码管用ICL7107控制。

本方案用到了ICL7107，电路中的A/D转换电路与数码显示电路都由其控制与组成，因而在设计具体电路时，要针对ICL7107进行合理的设计。

温度检测与控制电路设计报告一. 设计要求运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器、继电器等设计温度监测与控制电路, 检测电路中用热敏电阻Pt100（或热电偶）作为测温原件，对实时温度进行监控采集，当温度超过设定值（如60±2?C)时，能自动停止加热，否则将继续加热，具有自动指示“加热”与“停止”功能(不设计加热电路)，并用单片机控制A/D转换和实时温度显示。

1、根据要求设计温度检测电路和温度控制电路的原理图；2、运用multisim仿真软件对所设计的电路进行仿真，并确定连接实物时所需采用的原件，连接实物图；3、制作PCB电路板图；4、编写用单片机控制A/D转换和温度显示的程序，并在单片机实验箱上进调试；5、分析实验现象，记录实验结果。

二. 设计的作用、目的学习运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路的方法，学会电子电路的组装、调试和测量方法；同时掌握运用单片机试验箱即时显示温度的原理和单片机试验箱的使用。

三. 设计的具体实现1．系统概述运用双臂电桥、差动集成运放搭建温度采集电路，Pt100热电阻作为双臂电桥的一个桥臂，当温度变化时，Pt100对应的阻值也会发生变化，电桥会产生差压，通过差动集成运放对差压信号进行放大，并送给滞回比较器进行电压比较，从而决定滞回比较器的输出电位（“高”或者“低”），控制二极管的亮灭。

同时将放大的信号送入单片机，通过温度与阻值，阻值与电压值的对应关系编写程序来实现温度显示。

系统结构框图：2．单元电路设计、仿真与分析用multisim仿真电路图如下：3. 用Protel绘制电路原理图和PCB电路板图用Protel绘制的电路原理图：电气规则检查：PCB电路板图：4．电路的安装与调试①设计实现根据multisim仿真原理图连接实物图如下：连接时，首先要注意电路设计板的导通方式，窄条的插孔为横向导通、较宽条的插孔则为纵向导通；其次，因为电路元件较多，插线较为复杂，所以要注意设计板上元件的分布，切勿杂乱无章，这样有利于在出现故障时检查电路；再次，由于此实物连接只是插板，并没有制板焊接，因此电路连接可能不稳，导线连接时要注意露出端不要和电路的其他部分接触，防止电路发生短路，损坏元件。

模拟电路课程设计指导老师：学生姓名：专业班级：学号：一、设计课题：温度监测及控制电路的设计二、主要内容1、设计由双臂电桥和差动输入集成运放组成的桥式放大电路。

2、掌握滞回比较器的性能和调试方法。

3、学会系统仿真、测量和调试。

三、设计要求1、撰写设计说明书一份(3000字左右)2、仿真四、课程设计说明书的主要内容及撰写顺序1、课题名称2、设计任务书3、中英文摘要和关键词4、目录5、绪论6、正文（分章、节、小节三级标题撰写）1）方案选择与论证；2）方案的原理框图，总体电路图及原理说明；3）单元电路设计与原理说明，元器件选择和电路参数计算说明；4）电路仿真。

对仿真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。

7、收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。

8、参考文献9、谢词10、附录A：总电路图和PCB图附录B：元器件清单附录C：集成模块的管脚排列与管脚功能五、参考文献摘要随着数字化时代的到来，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们的要求。

于是提出，测温电路利用铂热电阻桥式温度传感器监测外界温度的变化,通过三运放差分放大电路将温度传感器的阻值变化转换的电压信号的变化放大,然后利用A/D转换实现模拟信号到数字信号的转换，,根据模拟电路部分电路原理计算得出最后输出电压与温度值的关系, 并通过数码管显示当前值，使其与温度数值上相等，从而实现温度的测量；并利用单限比较器来实现对温度的控制，通过设定温度上下限可使整个系统工作于一个限定的温度范围内；再者还加载了报警装置，当被测温度超出设定温度范围时，声光报警装置工作，使它的功能更加完善，使用方便起来。

本设计是采用了温度的测量、温度的显示、温度的控制和报警装置三部分来具体实现上述目的的。

关键字：热电阻，三运放差分电路，，A/D转换器，LED显示电路AbstractWith the advent of the digital age, with the mercury or alcohol thermometer to measure temperature, not only to measure a long time, reading is not convenient, and a single function, can not meet people demands. Therefore proposed that the temperature measurement circuit uses platinum thermistor bridge temperature sensor to monitor the outside temperature changes, and three op amp differential amplifier circuit resistance change of the temperature sensor to convert the voltage signal changes enlarge, then use the A / D converter for analog signal to digital signal conversion, the relationship of the final output voltage and temperature values, calculated according to the part of the circuit schematic of the analog circuit and digital display current value equal to the temperature value, enabling the measurement of the temperature; and use single limit to the temperature control by setting the temperature of the upper and lower limits to bring the whole system in a limited temperature range; Furthermore, the alarm device is loaded, when the measured temperature exceeds the set temperature range, sound and light alarm device, so that its function is more complete and easy to use up. The design is the measurement of temperature, temperature display, temperature control and alarm device three parts to concrete realization of these purposes.目录一、前言-二、绪论三、温度测量与控制设计设计思想及方案论证3.1设计思想3.2设计原理框图3.3设计方案论证3.4 模块划分四、单元电路设计与原理说明、电路参数和仿真结果说明4.1单元电路设计4.2 温度测量的实现过程及参数计算4.3 调试重点和仿真结果五、温度控制及报警电路。

温度测量显示电路设计与制作(课程设计报告)湖南工程学院课程设计课程名称测控电路课题名称温度测量显示电路设计专业班级测控技术0801班姓名学号指导教师李亚、余晓霏2011年月日湖南工程学院课程设计任务书课程名称测控电路课题名称温度测量显示电路设计专业班级测控技术0801班姓名学号指导教师李亚、余晓霏任务书下达日期 2011年 6月 22 日任务完成日期2011年月日目录一．摘要 (5)二．设计目的与意义 (6)三．方案论证与确定 (7)3.1系统方案的确定 (7)3.1.1方案一 (7)3.1.2方案二 (8)3.1.3方案三 (8)3.2传感器方案的确定 (8)3.2.1方案一 (8)3.2.2方案二 (9)3.3测量显示方案的确定 (9)3.3.1方案一 (9)3.3.2方案二 (9)四．系统工作原理分析 (10)4.1微控制器原理 (10)4.2传感器原理 (11)4.2.1DS18B20简介 (11)4.2.2DS18B20内部结构 (11)4.2.3DS18B20测温原理 (14)4.3温度数值分析 (14)五．电路制作与软件调试 (15)5.1硬件制作 (15)5.2软件调试 (15)5.2.1主程序流程 (15)5.2.2子程序流程 (16)六．附录 (20)6.1课程设计心得体会 (20)6.2系统电路原理图 (21)6.3PCB图 (22)6.4数字温度计实物图 (22)6.5程序代码 (23)七．参考文献 (30)八．致谢 (31)一．摘要在现今科技高速发展的时代，各行各业对控制和测量的要求越来越高，其中，温度测量和控制在很多行业中都有比较重要的应用，尤其在工业上，如炼钢时对温度高低的控制。

要控制好温度，测量是前提，测量的精度影响着后续工序的进行，因此温度测量的方法和选取就显得相当重要了。

针对各种温度测量方案的讨论分析后，我们组决定以AT89S52为核心，采用DS18B20温度传感器进行温度信号的检测，并通过LCD液晶显示测量所得温度，外加红外遥控调节设置温度测量的上下限数值（默认温度上下限为10℃～24℃），在所测温度到达所设上下限数值时，蜂鸣器启动报警提示。

测控电路课程设计温控一、课程目标知识目标：1. 理解测控电路的基本原理，掌握温度控制电路的设计方法；2. 学会使用温度传感器进行温度采集，并能运用模拟电路和数字电路知识对信号进行处理；3. 掌握PID控制算法在温度控制中的应用，了解不同参数对控制效果的影响。

技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的温控系统，具备实际操作能力；2. 培养学生动手实践、分析问题、解决问题的能力；3. 提高学生团队协作和沟通表达能力，能够在项目中进行有效的分工与协作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对测控技术的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，养成良好的实验习惯；3. 增强学生的环保意识，认识到温度控制在节能环保方面的重要性。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，以项目为导向，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的求知欲和动手能力，但实践经验不足。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践环节，提高学生的实际操作能力。

通过项目实施，使学生能够掌握温控电路的设计、调试与优化方法，达到学以致用的目的。

在教学过程中，关注学生的个体差异，进行差异化教学，确保每个学生都能在课程中取得实际的学习成果。

二、教学内容1. 测控电路基本原理：包括温度传感器工作原理、信号处理电路、PID控制算法等；教材章节：第一章 测控电路基础内容：温度传感器（热敏电阻、热电偶等）的原理与选型，模拟滤波电路和放大电路设计，数字信号处理基础，PID控制原理。

2. 温度控制电路设计：涉及温度采集、信号处理、控制策略及执行机构等；教材章节：第二章 温度控制电路设计内容：温度采集电路设计，模拟信号处理电路设计，数字信号处理电路设计，PID参数整定，执行机构的选型与控制。

3. 实践操作与项目实施：分组进行温控电路设计与制作，进行系统调试与优化；教材章节：第三章 实践操作内容：实践操作流程，项目分组与分工，温控电路设计与制作，系统调试与优化方法。

《电子技术》课程设计报告题目温度测量与控制电路学院（部）信息学院专业班级学生姓名学号12月28日至1月10日共2周指导教师（签字）前言随着社会的发展和科技的进步以及测温仪器在各个领域的应用，温度控制系统已应用到生活的各个方面，但是温度控制一直是一个热门领域，是与人们息息相关的问题。

温度是科学技术中一个基本物理量。

在工业生产等许多领域，温度常常是表征对象和过度状态的重要物理量。

各个工程应用领域对温度的要求越来越高。

在众多的生产过程中，对温度的控制效果直接影响到了产品的质量以及成本等问题。

因此及时、准确的得到温度信息并进行可靠、准确、快速的控制，同时兼顾到系统灵活性、方便性、以及便于数据的读取与安装是一个非常重要的环节。

本次课程设计给我们创造了良好的学习机会：一是查阅资料，培养了自己的自学能力，将自己所学的数字电子技术，模拟电子技术，以及传感器的相关知识综合运用，二是系统了解温度监测特别是工业上的温度控制的详细过程，为日后的学习和工作积累宝贵的经验。

在确定课设题目，经仔细分析问题后，我们发现实现温度的测量与控制方法很多，大致可以分为两大类型，一种是以单片机为主的软硬件结合方式，另一种是用简单芯片构成实现电路。

由于单片机知识的匮乏，我们决定用后者实现。

确定了总的电路结构，我们将设计分为三部分：温度传感器模块、数字显示与温度范围控制模块、声光报警与温度控制执行模块。

在具体分工方面，———负责温度传感模块、数字显示与温度控制模块中的控制温度设定部分；———负责数字显示与温度范围控制模块中的AD 转换与解码、温度设定锁存部分、温度超限判断部分； --- 负责数字显示与温度范围控制模块中的译码显示、声光报警与温度控制执行模块。

温度传感部分我们选用热电偶构成的温度传感器，AD 转换部分使用集成芯片ADC；二进制到 8421BCD码的转换用 74283N 形成六位二进制码转换后再用三个二进制码转换电路级联实现；显示译码部分用4511 和七段数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用十进制加计数器74LS160 和锁存器 74LS175 实现；温度的判断比较通过数值比较器 74LS85 的级联实现；温度执行部分采用555 构成的多谐振荡电路实现。

111温度监测及控制电路一、实验目的1、 学习由双臂电桥和差动输入集成运放组成的桥式放大电路。

2、掌握滞回比较器的性能和调试方法。

3、 学会系统测量和调试。

二、实验原理1、 实验电路如图21－1所示， 它是由负温度系数电阻特性的热敏电阻（NTC 元件）R t 为一臂组成测温电桥， 其输出经测量放大器放大后由滞回比较器输出“加热”与“停止”信号，经三极管放大后控制加热器“加热”与“停止”。

改变滞回比较器的比较电压U R 即改变控温的范围，而控温的精度则由滞回比较器的滞回宽度确定。

图21－1 温度监测及控制实验电路（1）测温电桥由R 1、R 2、R 3、R W1及R t 组成测温电桥，其中R t 是温度传感器。

其呈现出的阻值与温度成线性变化关系且具有负温度系数，而温度系数又与流过它的工作电流有关。

为了稳定R t 的工作电流，达到稳定其温度系数的目的，设置了稳压管D 2。

R W1可决定测温电桥的平衡。

（2）差动放大电路由A 1及外围电路组成的差动放大电路，将测温电桥输出电压△U 按比例放大。

其输出电压B 6564W274A 4W2701)U R R R )(R R R R ()U R R R (U +++++-= 当R 4＝R 5，（R 7+R W2）=R 6时112)U (U R R R U A B 4W2701-+=R W3用于差动放大器调零。

可见差动放大电路的输出电压U 01仅取决于二个输入电压之差和外部电阻的比值。

（3）滞回比较器差动放大器的输出电压U 01输入由A 2组成的滞回比较器。

滞回比较器的单元电路如图21－2所示，设比较器输出高电平为U 0H ，输出低电平为U OL ，参考电压U R 加在反相输入端。

当输出为高电平U 0H 时，运放同相输入端电位 0H F22i F 2F H U R R R u R R R u +++=+当u i 减小到使u +H ＝U R ，即 OH F2R F F 2TL i U R RU R R R u u -+== 此后，u i 稍有减小，输出就从高电平跳变为低电平。