引言加入世贸组织以后，中国会面临激烈的竞争。这种竞争将是一场科技实力、管理水平和人才素质的较量，风险和机遇共存，同时电子产品的研发日新月异，不仅是在通信技术方面数字化取代于模拟信号，就连我们的日常生活也进于让数字化取缔。说明数字时代已经到来，而且渗透于我们生活的方方面面。
随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数字化技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测
温准确，其输出温度采用数字显示。但作为一个初学者，在设计过程中难免存在一些问题，还请老师能够多多指正！
1．摘要 温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。随着时代的进步和发展，数
字温度计得到了迅速的发展。数字温度计的优点是准确度高，不易误读，分辨率高，特
别是在测量小的温度变化时比较准确。数字温度计已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
2.电路的总设计
2.1电路的设计目的 数字温度计（digital thermometer）可以准确的判断和测量温度，以数字显示，而非指针或水银显示。故称数字温度计或数字温度表。相比传统温度计具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。本设计中温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必须将这一非电量信号转换成电量（电压或电流），然后将模拟电信号经ADC转换成数字信号，最后经译码显示器显示温度值。
2.2 电路的组成原理数字温度计主要分为数码显示器、桥式电路、仪表放大器和数模转换，译码驱动这几个部分。数字温度计要完成显示需要 4 个数码管，数字温度计在测量温度时，把温度信号通过传感器转换成电压信号，该电压信号经过模数转换器把模拟量转变成数字量，数字量送显示器显示温度值。
图2.2 总体框架图
2.3电路设计要求设计一个数字式温度显示仪，该显示仪的功能要求如下：1）测量出温度大小，并显示出数据；
2）技术指标：测温范围：0－120度，测量误差：0.25。
3）选做内容：高低温报警。
3. 单元电路的设计3.1 PT100桥式电路 电路采用R5、R6、R8、RT1构成测量电桥，因为PT100在5mA以下的电流才能稳定的工作，有比较好的线性度，所以设R5=R6=4.99K用来限制电流在1mA左右，因为PT100在零度时电阻值为100，所以设R8=100欧；RT1是铂电阻PT100，上面显示的为北侧模拟温度值，当PT100的电阻值和R8不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号可由放大器进行放大。
pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变，当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增
长，
铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式：
-200<t<0℃ Rt=R0[1+At+Bt*t+C(t-100)t*t*t] （1）
0≤t<850℃ Rt=R0（1+At+Bt2） （2）
Rt为t℃时的电阻值，R0为0℃时的阻值。公式中的A,B,系数为实验测定。这里给出标准的DIN IEC751系数：A=3.9083E-3、 B=-5.775E-7、 C=-4.183E-12
PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT) 其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度<br>因此白金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。
图3.1 PT100仿真图
3.2 INA122仪表放大器 INA122是精密低噪声信号采集仪表放大器，颞部采用两个运放设计，使之具有非常低的静态电流的优越性能，其输入阻抗高、共模抑制能力强，可有效放大差模信号，可用于便携式仪表和数据采集，INA122工作在很宽的单电源供电下（2.2--36V），静态电流仅60ua。因为PT100变化的是很微弱的信号，NA122仪表放大器，它的工模抑制能力很强，输入阻抗高且能有效的放大差模信号，外部的电位器RV4是用来调节放大倍数的，该电路已经将输入的电压差放大到相对应温度的电压值，5脚REF 用来调零，且与6脚组成差分输出。
图3.2 INA122放大电路
3.3 数模转换，译码驱动电路 原理：TC7107为高阻抗 CMOS 差分输入，噪声低，显示稳定，输入为零时读数为零，29脚为自动调零电容，C4=47nF 适合于 2.0V 满量程应用，它的自动调零周期免除了调零需要；在31脚VIN+和30脚VIN+实现了差分输入，在40脚的和39脚间接100K电阻与38脚的0.1nF电容构成了频率为48Ｋ的振荡器，构成了微秒级的读数周期；TC7107A 可以驱动共阳极 四位LED，段驱动通常为 8 mA，1000's 输出 （引脚19）从两个 LED 段汲取电流，并具有 16 mA 的驱动能力，前三位数码管分别为被测电压（mV级）的百位、十位、个位，第四位为小数点位图中它和数码管相连的脚以及电源脚是固定的，所以不加详述。芯片的第32脚为模拟公共端，称为COM端；第34脚Vr+和35脚Vr-为参考电压正负输入端； Cint和Rint分别为积分电容和积分电阻，Caz为自动调零电容，它们与芯片的27、28和29相连，电阻R1和C1与芯片内部电路组合提供时钟脉冲振荡源，从40脚可以用示波器测量出该振荡波形，该脚对应实验仪上示波器接口CLK，时钟频率的快慢决定了芯片的转换时间
图3.3Icl7107仿真图
4. 电路的总体设计与调试
4.1 具体的电路 本次基于Proteus的数字温度计的设计实现了基本的温度测量显示各个子电路的设计成功，将各个部分连接在一起的整机连调的电路图为：
图4.1 数字温度计原理总图
4.2 设计的仿真展示
4.2.1:模拟现实0度
图4.2.1 0℃仿真图
5.实物展示与分析
6.设计总结
转眼间，数字电路课程设计就结束了。通过课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。在课题初期，进展非常的缓慢，不知从何下手，后来为了寻找灵感就上网查阅了大量的资料，通过查找相关资料并请教学长后，自己设计了一个符合本题要求的电路在设计中最大的问题就是对仿真软件比较的陌生，有些元器件要上网百度才能找到，在使用过程中出现了很多问题，也由于仿真软件本身也存在很多有待改正的小问题，导致电路设计的进度比较缓慢，后来是根据请教同学的经验体会去避免这些软件问题，也通过修改电路来防止这些问题，才顺利的完成了该电路的设计。在设计电路过程中，方案没有太大变化，只是遇到些小问题，但是通过不懈努力，最终实现了任务要求。
通过这次实习，让我了解了怎么去对微小变化的信号进行测量，并初步掌握了怎么去选择并使用适合的放大器，也让我初步的认识了双积分A/D转换器的工作原理，进一步加深对模拟电子技术、数字电子技术、电路理论的应用实践能力，提高了自主设计能
力，独立完成电路设计的能力。对我们大学生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，为以后就业工作打下良好基础。
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