模电课程设计设计报告温度检测上下限报警电路.docx
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模电课程设计设计报告温度检测上下限报警电路
电子信息与工程专业
模拟电子技术课程设计
设计报告
2011年7月
苏州科技大学电子与信息工程学院
模拟电子技术
课程设计报告
课设名称温度检测上下限报警电路
学生姓名学号
班级
同组姓名
指导教师叶晓燕
2011年7月
苏州科技大学电子与信息工程学院
模拟电子技术
课程设计报告
设计课题:
温度检测上下限报警电路
课程设计目的:
(1)巩固所学的相关理论知识;
(2)实践所掌握的电子制作技能;
(3)会运用multisim工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计
(4)通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则
(5)掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题
(6)学会撰写课程设计报告
(7)培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风.
(8)完成一个实际的电子产品;进一步提高分析问题、解决问题的能力
3.系统知识介绍
本设计的工作原理主要分为温度电压转换、信号调理及报警几部分。
本实验由于在仿真时,没有温敏电阻的实际模型,所以用滑动变阻器直接代替温敏电阻的功能进行试验。
本设计采用放大电路,将代替温敏电阻的滑动变阻器传送过来的电压进行放大,以便于观察。
双限报警部分是采用窗口比较器实现的,设定15℃和30℃对应的电压值为上下限阈值,输入电压与上下限值进行比较,若在这个范围之内,说明室温处于正常状态不警报,若温度低于15℃,则绿灯亮;若温度高于30℃,则红灯亮。
4.电路方案与系统、参数设计;
(1)电路系统设计:
§1温度电压信号采集
首先,通过代替温敏电阻的滑动变阻器,模仿温度变化温敏电阻阻值的变化,温度升高,温敏电阻的阻值减小,也就是滑动变阻器的阻值减小,温度降低,温敏电阻的阻值增大,对应于滑动变阻器的阻值增大。
§2信号调理
为了防止所传送的电压值达不到发光二极管的阈值电压,在电压信号传送的始端,加上一个信号放大电路,放大系数
,电压跟随器的使用,使输出电压稳定,提高带负载的能力。
§3双限报警电路
双限报警部分采用窗口比较器实现,双限报警电路图如图。
设定15℃和30℃对应的电压值为上下限阈值,输入电压与上下限值进行比较。
若在这个范围之内,说明室温处于正常状态不警报;若高于30℃对应的电压值,则红灯亮报警;若低于15℃对应的电压值,则绿灯亮报警。
(2)电路功能框图:
(3)元器件与参数设计:
在控制温度上下限的产生信号电路部分,选用+5V电源、两个1
电阻,两个5
滑动变阻器组成。
信号放大电路由OPAMP_3T_BASIC运算放大器、
固定电阻及1
固定电阻组成。
电压比较电路部分主要由LM358M组成,当正向电压高于反向的电压时,则输出高电平,否则输出低电平。
基于它原理简单适合本设计,故采用它作为窗口比较器的主要器件。
LM358M的简单性能介绍,运放类型:
低功率;运放数目:
2;带宽:
1MHz;针脚数:
8
工作范围:
0℃-70℃;额定电源电压:
+5V;输入偏移电压:
最大7mV
(4)电路图与器材清单表
器材清单
器材名称
数量
器材名称
数量
1
固定电阻
8
导线
若干
固定电阻
3
OPAMP_3T_BASIC运算放大器
3
5
滑动变阻器
3
LM358M运放
2
稳压二极管
4
+5V直流电源
1
(5)电路仿真:
multisim仿真软件界面:
实验效果:
低温报警高温报警
高温检测信号输出波形低温检测信号输出波形
温敏电阻产生的电压信号波形低温控制信号阈值电压波形
高温控制信号阈值电压波形
电路仿真图:
实际效果:
通过电路的设计仿真,实现了对温度上下限的报警功能。
5.设计总结
(1)课题选择的情况总结;
在设计的过程中我们用了自己的理论知识去分析和计算电路图,虽然将所学的知识运用到现实当中去了,但是我们从这次课设中总结的结论是,理论永远是理论知识,而实际往往和理论的有些偏差,因为我们不可能把实际当中的任何情况都能考虑进去,只有通过不断地去调试,理论与实际结合才能把系统顺利完成。
(2)知识与技能应用情况;
这次的综合课程设计里我们学到了很多,也温故了许多以前学习过的软件应用知识,如Multisim、Protel等,使得我对这些操作软件更加熟悉,应用更加熟练,这对我今后的应用很有帮助。
在完成课程设计的过程中,我们查阅了许多关于课程设计题目的资料,这些新知识对我们日后的学习会有所帮助。
我们对电路和低频这两本书有了更深层次的认识,掌握了如何运用书本的知识去做一个较简单的系统,最终,通过大家努力把温度检测报警系统设计出来了。
(3)进度与时间:
2011年6月20日~2011年6月28日;
(4)建议和改进;
首先,本电路所用的元器件以及整体构思都比较一般,并没有什么先进性。
其次,元器件的精确度也不是很高,比如用LM358M放大器,其精确度也是有限的。
再有,自己所设计的放大部分的参数选取不够完美,问题考虑不周,并不是所有温度都能超限报警。
然后,由于所学知识和能力有限,设计的电路还有不完善之处,许多地方仍然需要改进,从而减小误差,增加其实用性。
这个可以当我们所学知识更加充分时去完善它。
6.主要参考文献
[1]康华光,《电子技术基础-模拟部分》,北京,高等教育出版社,第五版
[2]阎石,《数字电子技术基础》,北京,高等教育出版社,第五版
[3]朱彩莲,Multisim电子电路仿真教程[M],西安,西安电子科技大学出版社,2007年
[4]王建新,姜萍,电子线路实践教程[M],北京,科学出版社,2005年
[5]高吉祥,电子技术基础实验与课程设计[M],北京:
电子工业出版社,2005年