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信息科学与技术学院

2013年1月

目录

一、设计任务与要求2

二、方案设计与论证3

2.1设计思想3

2.2原理图4

三、单元电路设计与参数计算4

3.1单位电路设计:

4

3.2相关数据计算:

6

四、总原理图及元器件清单8

4.1.总原理图8

4.2.元件清单8

五、性能测试与分析(软件设计与调试)9

六、结论与心得11

参考文献11

温度控制报警电路的设计

一、设计任务与要求

(1).温度正常时,数码管按0、1、2、3、4、5顺序显示

(2).温度不正常时,数码管按0、1、2、3、4、5、6、7的顺序循环显示,同时绿色发光二极管点亮

(3).温度继续上升到一定值时,数码管不显示,同时红色发光二极管点亮。

(4).要求计数电路的脉冲由555定时器和RC组成的多谐振荡器构成,其中温度用电压表示,8V以下表示温度正常,9-10V表示温度不正常,10V(不含10V)以上表示温度过高。

二、方案设计与论证

2.1设计思想

温度控制报警电路的工作原理框图如图所示,包括振荡电路、计数电路、译码显示电路和温度控制电路。

其中,温度控制电路是本电路的核心。

振荡电路给计数电路提供计数时钟脉冲,当温度正常时,温度控制电路给计数电路提供一个信号,使其按设定的要求计数,并通过有明显死定了在数码管上显示。

当温度超过设定值时,温度控制电路给计数电路提供信号,使其按要求进行报警状态下的计数,并同时点亮绿色发光二极管报警。

当温度继续上升,温度控制电路给译码电路提供信号,使其停止工作,数码管不显示,并点亮红色发光二极管报警。

温度的改变使温度控制电路提供3个不同的控制信号,最终提供计数、译码显示电路显示出来。

2.2原理图

三、单元电路设计与参数计算

3.1.1振荡电路

为简化起见,本电路采用100Hz的时钟信号源提供计数时钟脉冲。

3.1.2译码调制:

本电路采用CMOSCD4511芯片作为数码管前的译码部分,其功能表为

当连接4518的4、5脚时,数码管按0→1→2→3→4→5的顺序循环显示,其调试仿真结果为

3.1.3温度控制电路

(1)在温度规定的范围内,相当于可调电阻比例比较小时,U4B同乡端电压较低,使V+<

V—,U4A输出低电平,U4B输出低电平,三极管Q1Q2的基极电流为零,三极管截止,集电极无电流,继电器的线圈无电流通过,但此时数码管应按0~1~2~3~4~5的顺序循环显示,所以这里应用常闭的继电器。

计数电路与门输出的反馈信号经继电器K1接,计数器的复位端,实现循环显示。

(2)当温度升高时,即可变电阻比例增大到一定程度(66.7%)时,此时的电压,比较器U2A翻转,输出高电平,三极管有基极电流,三极管饱和导通,常闭继电器K1有电流通过,常闭点断开,而常开继电器K2无电流通过,故绿色发光二极管变亮,U1B输出低电平,红色发光二极管不亮,数码管应按0→1→2→3→4→5→6→7的顺序循环显示

(3)当温度继续升高(80%)时,U2A输出低电平,常闭继电器K1无电流通过,绿色发光二极管不亮,U1B输出高电平,常开继电器K2有电流通过,红色发光二极管变亮,CD4511的4脚BI为高电平,数码管不显示。

4511BD_5V芯片的所需电压为5V,数码管SEVEN_SEG_COM_K_YELLOW的最小导通压降为1.83V,最低电流为5mA,则数码管所串联的电阻范围为:

对于温度控制部分,U2A比较器LM324AJ的2脚电压为

则由

回路可知,当可变电阻的阻值比=

时,绿色发光二极管LED1刚好变亮;

U1B比较器LM324AJ的6脚电压为

回路可知,当可变电阻的阻值比=

时,红色发光二极管LED1刚好变亮。

四、总原理图及元器件清单

4.1.总原理图

4.2.元件清单

该表必须有表号,表名,在表上方。

表格中内容字体为五号。

元件序号

型号

主要参数

数量

备注

R1

R

600

7

R2

10K

2

1

可变

R3

5K

R4

2K

V1

5V

VDD

LED1

LED

U2A

LM324AJ

K1

EMR011B03

K2

EDR201A05

U3A

4518D

U4

4511BD

五、性能测试与分析(软件设计与调试)

(1)当可变电阻阻值小于67%(图中为60%),LED1/LED2均不亮,数码管应按0~1~2~3~4~5的顺序循环显示

(2)

当可变电阻阻值大于67%且小于80%时(图中为70%),LED1变亮,LED2不亮,数码管应按0→1→2→3→4→5→6→7的顺序循环显示

(3)当可变电阻阻值大于80%时(图中为85%),LED2变亮,LED1不亮,数码管消隐。

六、结论与心得

我所设计的是一个温度控制报警装置。

通过老师和同学的指导,以及查阅相关内容,初步完成了对温度控制报警装置的设计。

首先,我用滑动电阻模拟温度的变化,然后我是通过驱动器将显示器在温度正常时,数码管按0→1→2→3→4→5的顺序循环显示。

当温度超过设定值时,滑动电阻的分压发生改变,此时显示器按0→1→2→3→4→5→6→7的顺序循环显示,同时绿色发光二极管点亮.当温度继续上升到一定值时,数码管不显示,同时红色发光二极管点亮。

在课程设计中,自己查阅了书本和网络,吸收了一些知识的基础的上初步完成了此装置。

尽管自己很努力的做温度控制器,但作品还是有瑕疵,我应该继续努力,完善自己的课程设计。

通过本次自己初步学会了电子软件操作的一些具体步骤。

并且比较熟练的掌握了相关软件的使用。

这对自己以后出事电子信息的相关工作有极大的帮助。

同时本次课程设计一定程度上锻炼了自己的刻苦学习程度。

为了课程设计,好几个晚上做仿真到三点才睡。

不过自己真的学到了不少东西,这在自己以后的学习和工作有很大的帮助。

以后我应该更加努力,好好学习相关的知识为实验动手能力打下良好的基础。

参考文献

[1]康华光.电子技术基础:

模拟部分.北京:

高等教育出版社,2000.(小五号,宋体)

[2]蔣黎红.模电数电基础实验及Multisim7仿真..浙江.浙江大学出版社..2007.

[3]闫石.《数字电子技术基础》高等教育出版社,第五版,2007.

[4]童诗白.《模拟电子技术基础》高等教育出版社,第四版,2007.

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