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目录
第一章 课程设计名称及设计要求 ...................................................................................... 1 第二章 总体设计思想 ....................................................................................................... 2 第三章 元件介绍及单元电路设计 ..................................................................................... 3
3.1 ICL7107 .................................................................................................................................................... 3 3.2 铂电阻PT100 ............................................................................................................................................ 5 3.3 数码管 ...................................................................................................................................................... 6 3.4 LM324 ...................................................................................................................................................... 6
第四章 总电路及元器件的装配与调试 ............................................................................... 8
4.1 总电路图 ................................................................................................................................................... 8 4.2 电路板焊制 ............................................................................................................................................... 8 4.3 电路板的检测............................................................................................................................................ 8 4.4 电路板检测结果及分析 ............................................................................................................................. 9 4.5 调试记录 ................................................................................................................................................... 9
第五章 心得体会 ............................................................................................................. 9
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第一章 课程设计名称及设计要求
一、 设计题目
温度测量数显仪的设计实现
二、 设计背景
温度控制是日常生活和工程领域经常需要解决的问题，在冷库、制冷设备、粮食储备等精度要求不特别高的场合，经常采用铂电阻来实现温度的采集与控制调节。
三、 设计任务
设计一个可在一定温度围进行温度测量与控制的温度测量数显控制仪。该仪器测量温度的围为-50~200℃，能够对温度值进行数字显示。
四、 设计目的
1) 了解温度采集传感器Pt100的工作原理，掌握其工程设计使用方法。。 2) 掌握模数转换、电阻电压转换及数码显示电路的设计构造方法。
3) 掌握电子电路系统设计的基本方法，培养提高综合利用多学科相关知识进行初步工程设计与实际装
调系统电路的能力。
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第二章 总体设计思想
本次课程设计任务为数显温度测量仪:测温围-50℃—200℃。
设计电路由稳压电路、温度采集、电阻/电压转换器和显示电路组成。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。而电阻/电压转换电路由运放电路组成，用ICL7107组装3 位半数字电压表进行显示。Pt100是电阻/电压转换电路的核心部分。测温传感器铂-100热电阻（Pt-100）进行温度采集。热电阻变换电路要求LM324 4级集成差放选择匹配。经过铂金属的传热和中间电路将热信号转换为电压信号再经放大后输入到ICL7107芯片，最后经数字显示电路将温度信号显示。
该方案的设计方框图表示如下
基于ICL7107的温度测量控制原理方框图
优点：电路组成明确且设计合理，能够较为理想的实现实验设计要求。 缺点：电路所用元器件较多，调试比较复杂。
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第三章 元件介绍及单元电路设计
3.1 ICL7107
ICL7107是高性能、低功耗的三位半A\\D转换器，同时包含有七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统。ICL7107可直接驱动共阳极LED数码管。ICL7107将高精度、通用性和真正的低成本很好的结合在一起，它有低于10uV的自动校零功能，零漂小于1uV/℃，低于10pA的输入电流，极性转换误差小于一个字。真正的差动输入和差动参考源在各种系统中都很有用。在用于测量负载单元、压力规管和其它桥式传感器时会有更突出的特点。
ICL7107转化器原理图如图3.1所示。其中计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。
驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。
图3.1 ICL7107转化器原理图
控制器的作用有三个：
1. 识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环
进行。
2. 识别输入电压极性，控制LED数码管的负号显示。
3. 当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1\
钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。
双积分型A/D转换器的电压波形图如图3.2所示
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图3.2双积分型A/D转换器的电压波形图
ICL7107AD转换器的管脚排列及其各管脚功能如图3.3所示。
图3.3 ICL7107管脚排列
ICL7107是集A/D转换和译码器为一体的芯片，而且这芯片能够驱动三个数码管工作而不需要更多的译码器，这给我们连接电路或者分析电路提供了一定的方便。ICL7107芯片的管脚比较多，每一个管脚所代表的功能也各不相同，能够组成各种电路，比如说有积分电路。这要求我们在接电路时要小心，不能出现错误。
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电子线路系统设计报告
