实验十二数字温度计.ppt

实验十二 数字温度计 一、实验目的一、实验目的1 .进一步掌握插接技术；2. 进一步练习较复杂电路系统的综合布线和读图能力；3 .实现把传感器输出的模拟电压信号进行A/D转换，以及可视化的LED输出显示；4 .实现简单的温度计功能二、实验原理二、实验原理温度传感器TMP35(LM35)•温度传感器TMP35(LM35)将温度变化转换为电信号，温度每升高一度，大约输出电压升高10mV在25摄氏度时，输出约250mV.图中通过电阻R7使输出更稳定LM35引脚参见下图前级温度放大器•放大器使用LM 741普通运放,作为实验用数字温度计，可以满足要求；如果作为长期使用的定型产品，可以选用性能更好、温度漂移更小的OP07等型号的产品，引脚与LM741兼容,可以直接替换使用此放大器的目的是通过提供合适的放大倍数及使用一定的参考电压，将线性输出变化的温度信号电压对应的LED数字变化与实际温度变化基本一致它实际上是一个增益和偏置可调的线性放大电路，调整可变电阻器R5,可以改变增益，使温度显示变化和实际变化取得一致输入端所接的调零电阻，是调节偏置的，用来使显示温度数字和实际温度一致MC14433数字温度显示原理A/D转换器，采用MOTOROLA 公司的产品MC14433, （参看上图 ）。

该芯片为本系统的核心电路，将模拟电压信号转换为数字信号，并分别输出数据信号和选通脉冲等该芯片具有外围电路简单，不需要使用昂贵的石英晶体振荡器提供时钟信号，片内可以自己产生显示所需的选通脉冲和刷新信号等特色，仅需少量外围电路配合，就能实现LED的数字显示功能为了节约布线规模，该芯片使用选通工作方式，轮流依次点亮四个LED数码管,各个LED共用显示译码电路4511和并联在一起的总线（数码管a至g,dp脚）各个LED依次由MC1413驱动，用DPY选通，分时点亮相关的 LED由于刷新速率较高，以及人眼的视觉暂留效应，我们看到的是四个LED同时点亮，稳定显示没有闪烁的效果译码器4511把14433输出的8421BCD码信号，转化为七段显示码，供LED显示，其真值表如下图所示译码器4511MC1413达林顿晶体管阵列MC1413是显示驱动专用电路，内部为达林顿晶体管阵列，在步进电机驱动、发光LED显示等场合使用广泛，可以替代多组分离的三机管，线路简单，可靠性好其引脚和内部电路如图所示LED的笔划和引脚对应关系LED为低电平显示、共阴极接法，LED的笔划和引脚（左下为一脚逆时针计数）的对应关系参见图12-6所示。

引脚12345678910笔划edDPYcdpbaDPYfg三、实验内容三、实验内容•按照原理图(附后)并结合各个器件的引脚详细图，在实验板上设计规划好各个器件的理想位置并插接电路，要求是：联线尽可能少出现交叉、重叠，布线尽可能简短并贴近底板，使得一方面方便插接、另一方面使电路简洁明了，容易纠错•务必特别注意，原理图未标注的一些引脚也必须接地和电源，否则系统不能正常工作•包括：4511的16脚、3脚接正电源，8脚、5脚接地；1413的8脚接地；14433的24脚接正电源，13脚、1脚接地，12脚接负电源在整个电路实验版的正电源和地线之间，需并接一个几百微法的电解电容，用来退耦，使电路系统工作稳定LM336-2.5稳压管元件有字面向自己从左往右看，第一个脚为正极接地，第二个脚为负极，第三个脚空）•3反复检查无误后可以接通电源，（温度传感器LM35成本较高，而且接错线比较容易损坏，务必仔细检查不误）•先断开a,b两点不与后边电路相连，检查运放输出端（6脚）处的电压，必须小2V, 否则14433•的数模转换将没有输出•然后调节放大器的输出端，使得在室温下Va约为-0.75V;Vb约为1.2V。

•此时将a,b两点与后边电路相连，调节电位器使得LED的显示于室温真实值基本接近测量此时的Va和Vb值•用手指捏住温度传感器，观察温度变化，适当调节电位器R5,使之与真实变化大体相似，限于实验室的条件，本实验不进行仔细的标定和校准工作•用示波器观察4511译码器1、2、6、7各管脚处的波形，以及LED显示驱动器1413的1、2、3、4个管脚的波形， 利用双踪示波器绘出四组波形的位相关系，体会分时驱动显示的概念原理总图参考实物。