电子技术课程设计液体恒温控制电路设计报告大学论文.docx
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电子技术课程设计液体恒温控制电路设计报告大学论文
电子技术课程设计报告
学
院：
应用科学
专业班级：
电科14-2
学生姓名：
指导教师：
完成时间：
2016.7.9
成
绩：
评阅意见:
评阅教师
日期
液体恒温控制电路设计报告
一.设计要求
1、设计一个输出直流+5V,电流为300mA的稳压电源，作为系统的供电电源。
2、小型温度控制电路适用于液体温度，恒温箱等温度的控制，要求温度控制范围
为10C〜100C,静态功率约为5W可控2KW以下的加热器。
3、
（1）给出系统的设计原理，最佳方案。
（2）画出设计的单元电路图，总电路图。
（3）进行单元电路参数的计算（4）列出系统所采用的元器件的型号，特性。
（5）分析系统的优缺点，创新点。
2.设计的作用、目的
1.巩固加深对模拟电子技术基础知识的理解，提高综合运用所学知识的能力。
2.通过查找资料、选方案、设计电路、仿真和调试、写报告等环节的训练，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。
3.了解电子线路设计的过程、工艺技术规范，学会书写设计说明书。
3.设计的具体实现
1．系统概述
1）利用直流电源稳压电源为系统提供电源。
2）利用温度传感器将感知温度转换为电信号—电压，将电压输入检测桥路。
3）检测桥路检测电压，并把信号输入电压比较器。
4）通过电压比较器将最终电压输入驱动电路，再由继电器使加热器工作。
设计原理图如下图所示
加热器
图一：
设计原理图
2.单元电路设计（或仿真）与分析
本控制器是为需要恒温的环境提供测量和控制温度的专用电路，该电路能显示
环境温度并能设定控制的电路。
该电路由测温系统与恒温控制系统两大系统以及电源单元组成。
测温系统是由温
度传感器、恒流源、温度数字显示单元构成；恒温控制系统则由温度设定单元、温度比较单元和加热控制输出单元四个单元组成。
DHEIfnIlu113JLI£DhK]E.B1L*]匚低I
3．电路的安装与调试
1、直流稳压电源
直流稳压电源作为系统的供电电源，它一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成，整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
2、温度传感器温度传感器有四种主要类型：
热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。
IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。
接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。
非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。
3、检测桥路一般地，被测量是非常微弱的，必须用专门的电路来测量这种微弱的变化，最常用的电路就是各种电桥电路，主要有直流和交流电桥电路。
电桥电路的作用：
把电阻片的电阻变化率△R/R转换成电压输出，然后提供给放
大电路放大后进行测量。
直流测量电桥分析
如下图所示，电桥各臂的电阻分别为R1、R2、R3、R4，U为电桥的直流
电源电压。
当四臂电阻R仁R2=R3=R4=R^，称为等臂电桥；当
R1=R2=R,R3=R4=R'R时，称为输出对称电桥；当R1=R4=RR2=R3=RNR时，称为电源对称电桥。
4、电压比较器电压比较器是集成运放非线性应用电路，他常用于各种电子设备中，，它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。
四．心得体会、存在问题和进一步的改进意见等
1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过课程设计让我们对各个元件映象深刻。
认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。
所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。
4、通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
5、此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
6、在此，感谢于老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！
五.附录
元器件表
1可
T调交流电源
2万
厅用表
3电
自流表
4滑
骨线变阻器10K欧
5晶
/
届体三极管3DG6*13AX81*1,3DG12*1,晶体二极管2DP32CP3CT1务一个，稳压管2CW4*1,2CW7*2
6定
亡值电阻，电容若干，喇叭一个，导线若干
7集
養成运算放大器F007
六.参考文献
参考文献的格式如下：
1、彭介华•电子技术课程设计指导[M].北京：
高等教育出版社，1997
2、李振声.实验电子技术[M].北京：
国防工业出版社，2001
3、卢结成，高世忻等.电子电路实验及应用课题设计[M].合肥：
中国科学技术大学出版社，2002
4、编写委员会.中国集成电路大全[M].北京：
国防工业出版社，1985
5、梁宗善.电子技术基础课程设计[M].武汉：
华中理工大学出版社，1995
6高吉祥主编.《电子技术基础实验与课程设计》第二版[M].北京：
国防科技大学
7、陈大钦主编《电子技术基础实验—电子电路实验.设计.仿真》第二版[M].武汉：
华中理工大学
8、童诗白、华成英主编《模拟电子技术基础》第三版[M].北京：
清华大学
9、何希才编著.新型电子电路应用实例[M].合肥：
科学技术出版社2005年8月第一版
抢答器设计报告
4.设计要求
设计一个数字式抢答器，具体要求如下：
要求至少控制四人抢答，输入抢答信号后LED屏显示抢答者
5.设计的作用、目的设计一个由四人参加的抢答电路，显示出首先作出判断的参加竞赛者。
功能：
（1）清零功能：
可用触发器的异步复位端实现
（2）抢答键控功能：
可用触发器和门电路实现
6.设计的具体实现
1.系统概述
该电路由四D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。
74LS175为四D触发器，其内部具有四个独立的D触发器。
74LS20为四输入端的与非门，一块芯片中有两个独立的与非门。
74LS00为二输入端的与非门，在一块芯片中有4个独立的与非门。
优先判决电路用来判断哪一个预定状态优先发生的电路，如判断知识竞赛中谁先抢答。
当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码对应的LED灯变亮。
主持人按钮实现复位，开始下一题抢答。
2.单元电路设计（或仿真）与分析
电路通电后，按下复位按键S5实现清零功能，/Q1〜/Q4输出高电平，与之相连接的指示用的四个LED全熄灭。
同时以Q1〜Q4作为输入的或非门输出为高电平，经非门输出低电平，蜂鸣器不响；经与门使脉冲正常输入。
松开复位键，电路进入准备状态。
假设有按键S3（3号选手）被按下，Q3输出变为高电平，/Q3变为低电平。
从而导致对应得LED被点亮，。
同时或非门的低输出经过与门使得脉冲信号无法进入CLK端,即芯片的CLK保持低电平，此时芯片处于数据保持状态，按下除复位之外的任何的按键都将不会发生电路状态的变化，即输入被锁定，达到阻止其他选手抢答的目标。
而后，主持人按下复位，准备进入下一轮抢答。
1）按钮电路
下图为四路开关阵列电路，从图上可以看出其结构非常简单。
当任一开关按下时,
2）触发锁存电路
3.电路的安装与调试
下图所示为74LSI75外引线排列图和逻辑电路图。
其中，DR是异步清零控制端。
DO〜D3是并行数据输入端，CP为时钟脉冲端，Q0~Q3是并行数据输出端，0Q~3Q
Q-6=
1氏丄
是Q0-Q3的反码数据输出端
gO3Q；D；D：
06CP
刃冋冋nt］向冋冋
）74LS175
□JLdUJLdLJLdLJLiJ
民©26Di2OiGND
所示电路的数码接收过程为：
将需要存储的四位二进制数码送到数据输入端D0-D3,在CP端送一个时钟脉冲，脉冲上升沿作用后，四位数码并行地出现在四个触发器Q端。
6QQ.QiQ：
Q:
I圧丄I皿」丨股」
CP
QID
a._
D--
R
C1A
D
R?
C13
ml
DoD|4DjCP
4位集成寄存器74LSI75
4512B
MR
QqQqO|QjQ?
Q?
OjOj~OD0D
32671110U15
表174LS175的功能表
清零
时卿
输入
输出
工作模式
CP
ID2D3D4D
IQ2Q3Q4Q
0
X
XXXX
0000
异步清零
1
t
ID2D3D4D
ID2D3D4D
数码寄存
1
1
XXXX
数据保持
1
0
XXXX
保持
数据保持
图所示即为4路触发锁存电路。
图中74LS175为4D锁存器，一开始，当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经4输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为
锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信
号中必有一路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚刚接收到的开关被锁存，这时其
它开关信息的输入将被封锁。
由此可见，触发锁存电路具有时序电路的特征，是实现抢答器
功能的关键。
U7
说明：
CLK代表时钟脉冲输入端CPPOL代表功能输入端M。
3）LED显示电路
U2
■AD-
6
■吗J-«.■
图即为LED显示电路，由LED发光二极管和限流电阻组成，当锁存器输出高电平时LED亮。
（1）实验前应先熟悉各个元器件的引脚图和相关功能并反复检查，设计电路图，包括各部分的电路图和总体电路图，并尝试用软件仿真，以增强电路实际实施的正确性。
（2）在连接好第一个555脉冲电路后，插上稳压源后发光二极管却不亮，检查电路连接也正确，请教老师后，才知是LED灯已被烧坏，后换了一个新的，加上一个限流电阻，接上同等数值的稳压源后，灯开始正常显示。
这加深了我对二极管正向导通时压降很小的特性的理解，此后的信号灯也都加了限流电阻，以防其被烧坏。
（3）计时部分连接好，加电源数码管却无示数，原来是没给共阳极的数码管供
电。
面包板其实分了4块，每块都有ABCDEFJ等列，是相互独立的，所以要把它们的高，低电平分别接一块，这样才能真正形成一个相通电路，每个模块都能供电。
（4）计数器工作不正常，即刚给其供电，计时的数码管显示为一个常数且保持不变，则说明使能端ENT勺控制电路有问题，一直有人抢答，故再对照其表达式，重新检查电路，果然有线路连错。
4.心得体会、存在问题和进一步的改进意见等
这次课程设计综合应运了数字电子技术所学的知识和电路制作和仿真调试软件，将理论和实践相结合，增强对理论知识掌握的同时，更增强了我对知识的应用能力和动手能力。
同时我们分组讨论，互相学习，共同进步。
课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，在老师和热心同学的指导和帮助下，终于解决了困难。
最后对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！
5.附录
序号
品名
型号/规格
数量
配件图号
实测情
况
1
数字集成电
路
74LS175
1
U1
2
数字集成电
路
74LSOO
2
U2
3
数字集成电路
74LS20
1
U3
4
数字集成电
路
555定时器
1
U5
5
LED发光二
BS205
1
D「D4
极管
6
按键
SW
5
srss
7
碳膜电阻
IkQ
2
R「R2
8
碳膜电阻
0.lkQ
4
R3"R6
9
瓷片电容
0,lu
3
crc3
8
蜂鸣器
BUZZER
1
U4
6.参考文献
[1]阎石主编•数字电子技术基础（第五版）高等教育出版社.2005
[2]张秀娟主编.数字电子技术基础实验教程.北京航空航天大学出版社.2007
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