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文档介绍

文档介绍:数字温度计设计
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1 设计任务与要求
温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。本课题要求用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计,即用数字显示被测温度。具体要求如下。
通用型低功耗集成四运放LM324,内含4个独立的高增益、频率补偿的运算放大器,既可接单电源使用(3~30v),也可接双电源使用(±~±15v),驱动功耗低,可与TTL逻辑电路相容。故选用LM324进行放大系统。
参数计算:U3:A(反相比例运算放大器)用电压放大倍数选择输入电阻和反馈电阻,选用输入电阻R4=1k,故反馈电阻R3=。平衡电阻R6=R4//R3=。放大后的电压为负电压,所以还需要级联一个
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U3:B(同比例反相器),选用输入电阻R8=10k,反馈电阻R9=10k,平衡电阻R7=R8//R9=5k,使它由负电压变为正电压。
放大系统电路,如下图所示:
图3-2 两个反相器构成的放大系统
如图3-2所示,给放大电路一个初始电压,例:V1=,经一个10倍的反相运算放大器放大后,电压为-,经一个同比例反相运算放大器后,电压为+。仿真与理论存在微小误差(在可允许范围类), 故放大系统部分设计成功。
A/D转换器及数字显示
TC7107是一块应用非常广泛的集成电路,它包含31/2位数字A/D转换器可直接驱动LED数码管,内部设有参考电压独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。31/2位双积分型A/D转换器TC7107的引脚图和管教图以及功能简介31/2位双积分型A/D转换器TC7107是CMOS大规模集成电路芯片,其片内已经集成了模拟电路部分和数字电路部分,所以只要外接少量元件就成了模拟电路和数字电路部分,所以只要外接少量元件就可实现A/D转换。TC7107内部电路含有模拟电路和数字电路两大部分。
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TC7107的管脚图,如下所示:
图3-3 TC 7107
如图3-3所示,介绍TC7107各管脚的功能:
1端:V+ 为电源正极。
26端:V- 为电源负极。
19端:AB4,千位数笔段驱动输出端,由于31/2位的计数满量程显示为“1999”,
所以AB4输出端应接千位数显示器显示“1”字的b和c笔段。 
20端:POL,极性显示端(负显示),与千位数显示器的g笔段相连接(或另行设置的负极性笔段)。当输入信号的电压极性为负时,负号显示,如“-”;当输入信号的电压极性为正时,极性负号不显示如“”。 
21端:POL,液晶显示器背电极,与正负电源的公共地端相连接。  
27端:VINT,积分器输出端,外接积分电容C(一般取C=)。 
28端:VBUFF,缓冲放大器输出端,外接积分电阻R(其值在满刻度200mV时选用47K,而2V满刻度则使用470K)。 
29端: CAZ,积分器和比较器的反相输入端,接自校零电容C(如果应用在
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,。)。 
30、31端:VIN-、VIN+,输入电压低、高端。由于两端与高阻抗CMOS运算放大器相连接,可以忽略输入信号的注入电流,输入信号应经过1000k电阻组成的滤波电路输入,以滤除干扰信号。 
2~8端:个位数显示器的笔段驱动输出端,各笔段输出端分别与个位数显示器对应的笔段a~g相连接。 
9~14、25端:十位数显示器的笔段驱动输出端,各笔段输出端分别与十位数显示器对应的笔段a~g相连接。 
15~18、22~24端:百位数显示器的笔段驱动输出端,各笔段输出端分别与百位数显示器对应的笔段a~g相连接。 
32端:ACOM,模拟公共电压设置端,一般与输入信号的负端,负基准电压端相接。 
33、34端:CREF-、CREF+,基准电容负压、正压端,它被充电的电压在反相积分时,成为基准电压,通常取REFC=。 
35、36端:VREF-、VREF+,外接基准电压低、高位端,由电源电压分压得到。 
37端:TEST,数字地设置端及测试端,经过芯片内部的500电阻与GND相连。 
38、39、40端:OSC3~1,产生时钟脉冲的振荡器的引出端,外接阻容元件。振荡器主振频率f与R、C的关系。
因为芯片TC7107采用双电源供电,能输出较大的电流,适合于驱动发光二极管(LED)数码显示器,并且TC7107芯片内部包括7段译码,可以