实验十二 数字温度计 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；

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1 实验十二 数字温度计 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；
实验十二 数字温度计 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。

2 二、实验原理

3 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

4 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。

5 MC14433

6 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。

7 译码器4511

8 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。

9 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
3 4 5 6 7 8 9 10 笔划 e d DPY c dp b a f g

10 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。LM 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。

11 原理总图

12 参考实物