數(shù)字式溫度時(shí)鐘儀器設(shè)計(jì)-陸愛(ài)國(guó)

1、數(shù)字式溫度時(shí)鐘儀器設(shè)計(jì)摘 要隨著全球一體化的加劇，人們已進(jìn)入了微利時(shí)代，怎樣提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力是每個(gè)企業(yè)管理者面臨的最大考驗(yàn)，數(shù)字電子鐘以及數(shù)字溫度的電路在電子行業(yè)中占了很大的作用。數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。目前，數(shù)字鐘的功能越來(lái)越強(qiáng)，并且有多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。測(cè)溫電路利用溫度傳感器監(jiān)測(cè)外界溫度的變化,通過(guò)振蕩器將溫度傳感器的阻值變化轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)的變化,實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換,然

2、后利用數(shù)字信號(hào)處理方法計(jì)算得出溫度值,實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 關(guān)鍵詞：數(shù)字 溫度時(shí)鐘 儀器設(shè)計(jì)目 錄第一章 引言1第二章 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)221 設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求2211設(shè)計(jì)指標(biāo)2212 設(shè)計(jì)要求222 數(shù)字鐘工作原理223 設(shè)計(jì)方案3231晶體振蕩器電路3232 時(shí)間計(jì)數(shù)電路4233譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示單元電路5234校時(shí)電路5235整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路6第三章 數(shù)字溫度電路設(shè)計(jì)631數(shù)字溫度電路簡(jiǎn)述632測(cè)溫原理733 電路的設(shè)計(jì)8331頻率測(cè)量電路8332數(shù)據(jù)處理電路9333 溫度映射電路9參考文獻(xiàn)12附1：設(shè)計(jì)心得體會(huì)12附2：調(diào)研報(bào)告13第一章 引言20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子

3、產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。 時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無(wú)傷大雅。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。例如，許多火災(zāi)都是由于人們一時(shí)忘記了關(guān)閉煤氣或是忘記充電時(shí)間。尤其在醫(yī)院，每次護(hù)士都會(huì)給病人作皮試，測(cè)試病人是否對(duì)藥物過(guò)敏。注射后，一般等待5分鐘，一旦超時(shí)，所作的皮試試驗(yàn)就會(huì)無(wú)效。手表當(dāng)然是一個(gè)好的選擇，但是，隨著接受皮試的人數(shù)增加，到底是哪個(gè)人的皮試到時(shí)間卻難以判斷。所

4、以，要制作一個(gè)定時(shí)系統(tǒng)。隨時(shí)提醒這些容易忘記時(shí)間的人。 提出一種內(nèi)嵌時(shí)鐘功能的溫度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)方案。測(cè)溫電路利用溫度傳感器監(jiān)測(cè)外界溫度的變化,通過(guò)振蕩器將溫度傳感器的阻值變化轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)的變化,實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換,然后利用數(shù)字信號(hào)處理方法計(jì)算得出溫度值,實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉電路、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備，甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。第二章 數(shù)字鐘的

5、設(shè)計(jì)21 設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。因此，我們此次設(shè)計(jì)數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘。而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法。且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路。通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法。211設(shè)計(jì)指標(biāo) 1. 時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期；2. 顯示時(shí)、分、秒；3. 具有校時(shí)功

6、能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；4. 計(jì)時(shí)過(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)；5. 為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。212 設(shè)計(jì)要求1. 畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；2. 編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 寫出設(shè)計(jì)的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。22 數(shù)字鐘工作原理數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。圖1 數(shù)字電子鐘方案框圖23 設(shè)計(jì)方案231晶體振蕩器電路晶體振

7、蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768HZ的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用TTL門電路構(gòu)成；另一類是通過(guò)CMOS非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（2）所示，由CMOS非門U1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，U2實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。電容C1、C2與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了

8、一個(gè)180度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。圖2 CMOS 晶體振蕩器（仿真電路）232 時(shí)間計(jì)數(shù)電路74HC290、74HC390等來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。本次設(shè)計(jì)中選擇74HC390。由其內(nèi)部邏輯框圖(如圖3)可知，其為雙2-5-10一般采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器如異步計(jì)數(shù)器，并每一計(jì)數(shù)器均有一個(gè)異步清零端（高電平有效）。 秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無(wú)需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將與（下降沿有效）相連即可。（下降沒(méi)效）與Z秒輸入信號(hào)相連，可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與十位計(jì)數(shù)單元的相連。圖3 74HC390內(nèi)部功能圖

9、秒十位計(jì)數(shù)單元為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如圖4所示，其中可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的相連。圖4 十進(jìn)制-六進(jìn)制轉(zhuǎn)換電路分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)單元完全相同，只不過(guò)分個(gè)位計(jì)數(shù)單元的作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的相連，分十位計(jì)數(shù)單元的作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元的相連。時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個(gè)位計(jì)數(shù)單元相同，但是要求，整個(gè)時(shí)計(jì)數(shù)單元應(yīng)為十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，不是10的整數(shù)倍，因此需將個(gè)位和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個(gè)整體才能進(jìn)行十二進(jìn)制轉(zhuǎn)換。利用片74HC390實(shí)現(xiàn)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)功能的電路如圖5所

10、示。圖5 十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路另外，圖5所示電路中，尚余個(gè)二進(jìn)制計(jì)數(shù)單元，正好可作為分頻器2Z輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為1Z信號(hào)之用。233譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示單元電路選擇CD4511作為顯示譯碼電路；選擇LED數(shù)碼管作為顯示單元電路。由CD4511把輸進(jìn)來(lái)的二進(jìn)制信號(hào)翻譯成十進(jìn)制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來(lái)。這里的LED數(shù)碼管是采用共陰的方法連接的。計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的累計(jì)并以8421BCD碼的形式輸送到CD4511芯片，再由4511芯片把BCD碼轉(zhuǎn)變?yōu)槠叨螖?shù)碼送到數(shù)碼管中顯示出來(lái)。234校時(shí)電路數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路

11、接入其中。即為用COMS與或非門實(shí)現(xiàn)的時(shí)或分校時(shí)電路，In1端與低位的進(jìn)位信號(hào)相連；In2端與校正信號(hào)相連，校正信號(hào)可直接取自分頻器產(chǎn)生的1HZ或2HZ（不可太高或太低）信號(hào)；輸出端則與分或時(shí)個(gè)位計(jì)時(shí)輸入端相連。當(dāng)開(kāi)關(guān)打向下時(shí)，因?yàn)樾Ｕ盘?hào)和0相與的輸出為0，而開(kāi)關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號(hào)可以順利通過(guò)與或門，故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)關(guān)打向上時(shí)，情況正好與上述相反，這時(shí)校時(shí)電路處于校時(shí)狀態(tài)。實(shí)際使用時(shí)，因?yàn)殡娐烽_(kāi)關(guān)存在抖動(dòng)問(wèn)題，所以一般會(huì)接一個(gè)RS觸發(fā)器構(gòu)成開(kāi)關(guān)消抖動(dòng)電路，所以整個(gè)較時(shí)電路就如圖6。圖6 帶有消抖電路的校正電路235整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開(kāi)始整點(diǎn)報(bào)時(shí)，

12、即當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)。報(bào)時(shí)電路可選74HC30來(lái)構(gòu)成。74HC30為8輸入與非門。圖7 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路第三章 數(shù)字溫度電路設(shè)計(jì)31數(shù)字溫度電路簡(jiǎn)述測(cè)溫電路利用溫度傳感器監(jiān)測(cè)外界溫度的變化,通過(guò)振蕩器將溫度傳感器的阻值變化轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)的變化,實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換,然后利用數(shù)字信號(hào)處理方法計(jì)算得出溫度值,實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 用傳統(tǒng)的水銀或酒精溫度計(jì)來(lái)測(cè)量溫度,不僅測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、讀數(shù)不方便、而且功能單一,已經(jīng)不能滿足人們?cè)跀?shù)字化時(shí)代的要求。本文提出了一種新型的數(shù)字式溫度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)方案,該方案集成了溫度測(cè)量電路和實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘電路。 溫度測(cè)量電路的測(cè)溫

13、范圍在-2050之間,分辨率為1,測(cè)溫時(shí)間小于1秒。電路中采用凌特公司的電阻可編程振蕩器LT1799來(lái)實(shí)現(xiàn)電阻值到頻率的轉(zhuǎn)換,然后根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在ROM中的參數(shù)值進(jìn)行比較映射得到待測(cè)溫度值。實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘電路能顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒七種時(shí)鐘信號(hào),用戶可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定或修改。整個(gè)電路用Altera 公司的ACEX1K系列的FPGA進(jìn)行了硬件仿真實(shí)現(xiàn),電路設(shè)計(jì)靈活,便于修改。 32測(cè)溫原理 溫度監(jiān)測(cè)主要是利用溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)的溫度傳感器采用的是NTC熱敏電阻,即具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,其電阻值(RT)隨溫度(T)的升高而迅速減小。阻值溫度關(guān)系表達(dá)式為: 式中,A、B是由半導(dǎo)體材料

14、和加工工藝所決定的兩個(gè)常數(shù),B值為熱敏指數(shù)。設(shè)計(jì)中選用的是R25為100k的MF58高精度測(cè)溫?zé)崦綦娮?熱敏指數(shù)為3 650K。 LTC1799是一種電阻可編程振蕩器1,可以產(chǎn)生占空比為50%的方波,并具有溫度穩(wěn)定和電源電壓穩(wěn)定的特性,是一種低功率器件,外圍僅需一個(gè)元件,即設(shè)置電阻和旁路電容。LTC1799標(biāo)準(zhǔn)電路如圖1所示,圖中0.1F的電容接在電源引腳與地之間,可以將電源噪聲降至最低。第1、3引腳之間連接設(shè)置電阻,用來(lái)控制輸出頻率,本設(shè)計(jì)中用熱敏電阻替代設(shè)置電阻。第4引腳是一個(gè)三態(tài)分頻引腳,決定主控時(shí)鐘在輸出前是被1、10或100分頻,設(shè)計(jì)中將該引腳接地,即輸出分頻系數(shù)為1。第5引腳為輸出

15、引腳,輸出頻率與設(shè)置電阻之間的關(guān)系為: 由于熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而改變,這樣便可以通過(guò)LTC1799建立溫度和頻率之間的關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量。 由(1)、(2)式可知電路設(shè)計(jì)中存在兩種非線性關(guān)系:一是熱敏電阻的阻值和溫度之間的非線性關(guān)系,二是阻值頻率轉(zhuǎn)換時(shí)的非線性。對(duì)非線性問(wèn)題,可以用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理,但算法比較繁瑣,而且要占用大量的硬件資源。因此設(shè)計(jì)中采用了另外一種方法進(jìn)行處理,即利用ROM預(yù)先存儲(chǔ)頻率溫度的數(shù)據(jù),通過(guò)查表法進(jìn)行溫度映射。這樣既避免了非線性問(wèn)題的影響又節(jié)省了硬件資源。圖8 LTC1799標(biāo)準(zhǔn)電路33 電路的設(shè)計(jì) 331頻率測(cè)量電路 頻率測(cè)量電路主要是采用頻率計(jì)數(shù)的方

16、法,外部晶體振蕩器分頻后通過(guò)門控電路得到周期為2T的采樣基準(zhǔn)信號(hào)count_en和計(jì)數(shù)復(fù)位信號(hào)count_clr,在采樣基準(zhǔn)信號(hào)正半周計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)使能,計(jì)數(shù)模塊開(kāi)始對(duì)輸入信號(hào)的頻率進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量時(shí)間恰為T,并在采樣基準(zhǔn)信號(hào)的下降沿將采樣的數(shù)據(jù)結(jié)果鎖存。若在時(shí)間T內(nèi)計(jì)數(shù)器測(cè)得信號(hào)脈沖個(gè)數(shù)為N,則被測(cè)信號(hào)的頻率為:FX=N/T。 計(jì)數(shù)復(fù)位信號(hào)用于每一次測(cè)量開(kāi)始時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)模塊進(jìn)行復(fù)位,以清除上次測(cè)量的結(jié)果。各信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系如圖9所示。 圖9 采樣控制信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系另外,由于測(cè)量過(guò)程中被測(cè)頻率信號(hào)與采樣控制信號(hào)之間沒(méi)有同步鎖定關(guān)系,在計(jì)數(shù)的末尾將產(chǎn)生±1的附加誤差,即參考文獻(xiàn)2中所提到的

17、量化誤差。所以采樣時(shí)間T和計(jì)數(shù)器的位數(shù)一定要選擇合理。在本設(shè)計(jì)中,測(cè)量的頻率在10kHz300kHz的范圍內(nèi)變化,在待測(cè)的溫度范圍內(nèi)溫度每變化1,則阻值最小變化0.5828k。當(dāng)取T=20ms,R=100k時(shí),N=1000,則±1的量化誤差的影響幾乎可以忽略不計(jì)。 332數(shù)據(jù)處理電路 由于在頻率測(cè)量電路中必然會(huì)存在測(cè)量誤差,所以必須對(duì)這些測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行處理。本設(shè)計(jì)針對(duì)數(shù)據(jù)處理提出了一種新的思路,其數(shù)據(jù)處理流程如圖10所示。如圖中所示,將頻率測(cè)量電路中的數(shù)據(jù)結(jié)果N先通過(guò)若干個(gè)寄存器移位寄存,然后利用比較器對(duì)寄存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,去除最大和最小值后將剩下的中間值相加,最后通過(guò)除法器得到平

18、均值N。 圖10 數(shù)據(jù)處理流程框圖采用該處理方法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)為: (1) 有效降低了測(cè)量誤差的影響。通過(guò)比較器可以將突發(fā)的偶然錯(cuò)誤數(shù)據(jù)排除。根據(jù)隨機(jī)誤差的補(bǔ)償性原理,對(duì)于有限次測(cè)量,可以近似認(rèn)為多次測(cè)量的算術(shù)平均值即為真值的最佳估計(jì)值。 (2) 可以動(dòng)態(tài)地反映被測(cè)信號(hào)變化趨勢(shì)。這種方法適用于很多對(duì)實(shí)時(shí)性測(cè)量要求較高的場(chǎng)合中。 333 溫度映射電路 溫度映射電路框圖如圖11所示。由圖4可知,地址計(jì)數(shù)器和溫度值計(jì)數(shù)器都是通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)來(lái)控制的。狀態(tài)1:計(jì)數(shù)器清空;狀態(tài)2:計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù);狀態(tài)3:鎖存計(jì)數(shù)結(jié)果;狀態(tài)4:計(jì)數(shù)器結(jié)果輸出。反復(fù)執(zhí)行以上四種狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量控制。 圖11 溫度映射電路

19、框圖由于溫度測(cè)量范圍是-2050,分辨率僅為1,所以ROM中只需存儲(chǔ)70個(gè)數(shù)據(jù),選用128×12位的ROM即可滿足要求。同時(shí),ROM中存儲(chǔ)的不是如1、2、3等整數(shù)點(diǎn)的值,而是1.5、2.5、3.5時(shí)的值3,這樣既可以保證精度的要求又可以起到四舍五入的作用。初始狀態(tài),溫度計(jì)數(shù)器中存儲(chǔ)的是-20的最低溫度值,地址計(jì)數(shù)器的值清零。來(lái)一次CLK信號(hào),地址計(jì)數(shù)器和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的值都加1;然后取得ROM中相應(yīng)地址的標(biāo)準(zhǔn)脈沖值,與輸入的實(shí)際采樣脈沖值N進(jìn)行比較。若小于實(shí)際輸入值則比較器輸出S=1,2個(gè)計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù);反之,計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。此時(shí)溫度計(jì)數(shù)器的值即為實(shí)際測(cè)量的溫度值。 采用ROM進(jìn)行溫度

20、映射除了具有前面提到的優(yōu)點(diǎn)以外,還使其設(shè)計(jì)靈活通用,在此電路中只需更改ROM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就可以適用于多種類型的溫度傳感器。 圖12 時(shí)鐘計(jì)時(shí)顯示框圖圖13 時(shí)鐘工作模式參考文獻(xiàn)1閻石 數(shù)字電子電路 北京 中央廣播電視大學(xué)出版社1993年2 實(shí)用電子電路手冊(cè) 北京高等教育出版社 1992年3任為明：電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)4趙建領(lǐng). 51系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)寶典M. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2007.5邊春元等. C51單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)及應(yīng)用M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2008.6彭為等. 單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講M. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2006.7王廷才. 電力電子技術(shù). 北京：機(jī)械

21、工業(yè)出版社，2000.8何宏. 單片機(jī)與接口技術(shù)，國(guó)防工業(yè)出版社 2007 9余錫存 曹國(guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.陜西:西安電子科技大學(xué)出版社,2000. 710雷麗文 等.微機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，1997.2附1：設(shè)計(jì)心得體會(huì)通過(guò)這次對(duì)數(shù)字式溫度時(shí)鐘儀器設(shè)計(jì)，讓我了解了電路設(shè)計(jì)的基本步驟，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘測(cè)溫電路的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路先進(jìn)行軟件模擬仿真再進(jìn)行實(shí)際的電路制作。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)椋賹?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無(wú)法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒?。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都