一種基于Proteus的數字溫度計

冷俊男 陳毅豪

(西北農林科技大學，陜西 楊凌 712100)

1 設計方案

溫度是非電量模擬信號，數字顯示溫度就必須將這一非電量信號轉換成電量(電壓或電流)，然后將模擬電信號經ADC轉換成數字信號，最后經譯碼顯示器顯示溫度值。本設計擬實現-30℃～100℃的常用溫度顯示范圍內顯示溫度，將該數字溫度計的設計電路分為了3個子電路：溫度采集電路、精密放大電路、A/D轉換及譯碼顯示電路，方案流程圖如圖1所示。

圖1 數字溫度計方案流程圖

2 工作過程

由圖1可得知本溫度計的大致工作過程：

在溫度采集電路中，LM35溫度傳感器共有3個引腳，除了VCC與GND以外，還有一個輸出電壓引腳，接7107芯片的模擬信號輸入端。LM35有單電源模式與正負雙電源模式，為了接線方便，本設計采用單電源供電，工作電壓較寬，可在4～20V的供電電壓范圍內正常工作，非常省電。電路中采用5V電源，已足以完成溫度采集。溫度采集電路的Proteus設計圖如圖2所示。

圖2 溫度采集電路圖

由于LM35的輸出電壓變化的是比較微弱的信號，7107比較器的工模抑制能力很強，需要對得到的電壓變化信號進行放大。精密放大功能是TC7107中自帶的比較器實現的，雖然INA儀表放大器(精密低噪聲信號采集儀表放大器)、UA741放大器(高增益放大器)也是常用的放大器，但以上兩者都在AD轉換器以外單獨接了至少一個運算放大器，會使得外部電路復雜，給電路分析帶來不便，并且在批量生產時明顯提高成本。

TC7107是高性能、低功耗的三位半AD轉換器，同時包含有七段譯碼器、顯示驅動器、參考源和時鐘系統，集AD轉換功能、譯碼功能于一體，由此TC7107可直接驅動共陽極LED數碼管。……