电路与模拟电子课程设计任务书.docx

1、电路与模拟电子课程设计任务书电路与模拟电子课程设计温度检测报警电路一、 设计任务要求 本次课程设计的任务是设计、制作一个温度检测报警电路。该电路通过热电阻检测外界温度，将温度的变化转化为输出电压的变化，并在万用表上直观的显示出来（调试时采用可调电位器模拟热电阻的变化）。最后再制作一个温度超限报警电路，在温度超过设定范围的时候报警指示。要求：1、测量温度范围：0 oC100 oC，其中温度和输出电压要求有线性对应关系： 0 oC对应0V，10 oC对应1V，100 oC对应10V，以此类推。2、进行上限与下限报警：上限设为70 oC，下限30 oC (可自行设定上下限)，并用红、绿LED指示。二

2、、设计原理及分析整体电路硬件结构框图如图1（a）所示。原理图如图1（b）所示。图1（a）图1（b）各部分功能如下详述;1、正负12V电源模块是采用7812和7912设计的双电压稳压电源模块，采用的主要器件有变压器、整流二极管、电解电容、7812、7912等，参考电路如图2所示：图22、热电阻测温电路采用热敏电阻Pt100，该电阻随着温度升高阻值随之变大（阻值和温度对应关系见附录1），再采用电阻分压的形式将热电阻的变化转变成电压的变化，以便后级放大。调试时热电阻用可调电位器代替，参考设计电路如图3所示。图3在0 oC100 oC变化时，Pt100阻值为100139，这里用100固定电阻R1和50

3、电位器R2串联来模拟热电阻在该范围内的变化。3、输入缓冲电路主要是利用电压跟随器输入电阻大、输出电阻小的特点，改善电路的输入特性。4、调零与放大电路：由于热敏电阻Pt100在0oC时阻值不为0，而我们最后要求的温度电压对应关系为：0 oC对应0V，所以这里要用加法器来调零；另外，设计要求温度和输出电压要求有线性对应关系：100 oC对应10V，因此需要放大，我们利用加法器自带的放大功能同时实现。5、检测报警电路对输出电压信号进行超限报警，当超过预先设定的限值时，使发光二极管发光，进行光电报警。设计要求进行上限与下限报警。上限可设为70度，下限30度，用红、绿LED指示。因此需要用到两个比较器。

4、注：上述给出的参考电路为基础，由同学们自行设计并实现。电路参数需要根据功能进行计算，图中给出的标称值仅作为设计参考。三、具体安排1、时间地点安排：地物121-2班勘察12 1-3班勘察12 4-5班6月27日上午8：30各班班长到基础楼B416统一安排并协助工作（带U盘）6月29日文理楼110（仿真）基础楼C417 焊接练习和焊接电源板基础楼C409焊接练习和焊接电源板6月30日基础楼B409焊接练习和焊接电源板文理楼110（仿真）7月1日基础楼B409焊接功能板基础楼C417焊接功能板基础楼C409焊接功能板7月2日7月3日基础楼B409验收基础楼C417验收基础楼C409验收注意：（1）具

5、体进行时刻为上午8：00-11：30，下午14：00-17：00；（2）文理楼仿真时候需自带MultiSim7绿色版安装运行；（3）基础楼焊接前需自主观看所发焊接录像，焊接时不允许带早餐进入；（4）6月29日-7月3日焊接完成后每个班留2名同学（每个屋子4名同学）负责打扫卫生；（5）7月3日验收完成后每个班留3名同学（每个屋子6名同学）负责大扫除，同时帮助老师清点整理相关元器件和设备。2、分组安排（1）电源板（小板）：1人1组自主焊接；（2）功能板（大板）：按照学号顺序，2人1组，合作焊接调试。四、电路焊接调试要求1、 不允许将LM358芯片直接焊接在电路板上，LM358用DIP8双列直插插座

6、，先焊接插座后再安装。7812和7912直接焊在板子上。除模拟热电阻PT100的50电位器外的所有电位器都直接焊接在板子上。2、 单块电路板的输入输出端都必须留出接口（焊上对应数量的插针），以便与外部电源、信号或其他电路板进行连接，同时也便于测量输出电压等相关参数。具体需要的插针数量：（1）电源板（小板）：变压器输入端（3个）：用于连接外部变压器输入。12V直流电压输出端（3个）：用于给后面的功能板供电以及用于测试直流电压。 （2）功能板（大板）： 12V直流电压输入端（3个）：用于外接直流电源给功能板供电。 输出电压端口（2个）：用于外接万用表以便观察输出电压大小。具体需要的单排座（圆孔）数

7、量：热敏电阻接口（2个）：用于外接Pt100热敏电阻实际测量温度，调试时用精密电位器（50）模拟。六课程设计总结课程设计结束后需撰写课程设计总结，并在2014年7月7日前由班长统一收集后提交到基础楼B416，总结内容主要为感想、收获与建议等。附录1 PT100铂电阻的温度和阻值对应关系附录2 器件清单附录1：PT100铂电阻的温度和阻值对应关系温度 .0.1.2.3.4.5.6.7.8.9（） 电阻值（） 30 88.04 87.64 87.24 86.84 86.44 86.04 85.63 85.23 84.83 84.43 20 92.04 91.64 91.24 90.84 90.44

8、 90.04 89.64 89.24 88.84 88.44 10 98.03 95.63 95.23 94.83 94.43 94.03 93.63 93.24 92.84 92.44 0 100.00 99.60 99.21 98.81 98.41 98.01 97.62 97.22 96.82 96.42 0 100.00 100.40 100.79 101.19 101.59 101.98 102.38 102.78 103.17 103.57 10 103.96 104.36 104.75 105.15 105.54 105.94 106.33 106.73 107.12 107.5

9、2 20 107.91 108.31 108.70 109.10 109.49 109.88 110.28 110.67 111.07 111.46 30 111.85 112.25 112.64 113.03 113.43 113.82 114.21 114.60 115.00 115.39 40 115.78 116.17 116.57 116.96 117.35 117.74 118.13 118.52 118.91 119.31 50 119.70 120.09 120.48 120.87 121.26 121.65 122.04 122.43 122.82 123.21 60 123

10、.60 123.99 124.38 124.77 125.16 125.55 125.94 126.33 126.72 127.10 70 127.49 127.88 128.27 128.66 129.05 129.44 129.82 130.21 130.60 130.99 80 131.37 131.76 132.15 132.54 132.92 133.31 133.70 134.08 134.47 134.88 90 135.24 135.63 136.02 136.40 136.79 137.17 137.56 137.94 138.32 138.72 100 139.10 139

11、.49 139.87 140.26 140.64 141.02 141.41 141.79 142.18 142.66 110 142.95 143.33 143.71 144.10 144.48 144.86 145.25 145.63 146.01 146.40 120 146.78 147.16 147.55 147.93 148.31 148.69 149.07 149.46 149.84 150.22 130 150.60 150.98 151.37 151.75 152.13 152.51 152.89 153.27 153.65 154.03 140 154.41 154.79

12、155.17 155.55 155.93 156.31 156.69 157.07 157.45 157.83 150 158.21 158.59 158.97 159.35 159.73 160.11 160.49 160.86 161.25 161.62 160 162.00 162.38 152.76 133.13 163.51 163.89 164.27 164.64 165.0 165.40 170 165.78 166.16 166.53 136.91 167.28 167.65 168.03 168.41 168.7 169.10 180 169.54 169.91 170.29

13、 170.57 171.04 171.42 171.79 172.17 172.5 172.92 190 173.29 173.67 174.04 174.41 174.79 175.16 175.54 175.91 176.2 176.66 200 177.03 177.40 177.78 178.15 178.52 178.90 179.27 179.64 180.0 180.39 210 180.76 181.13 181.51 131.88 182.25 182.62 182.99 183.36 183.7 184.11 220 184.48 184.85 185.22 135.59

14、185.96 186.33 185.70 187.07 187.4 187.81 230 188.18 188.55 188.92 139.29 189.66 190.03 190.40 190.77 191.1 191.51 240 191.88 192.24 192.61 132.98 193.35 193.72 194.09 194.45 194.8 195.19 250 195.56 195.92 196.29 136.66 197.03 197.39 197.76 198.13 198.5 198.86 260 199.23 199.50 199.90 200.33 200.69 2

15、01.06 201.42 201.79 202.1 202.52 270 202.89 203.25 203.62 203.98 204.35 204.71 205.08 205.44 205.8 206.11 280 206.53 206.90 207.26 207.63 207.99 208.35 208.72 209.08 209.4 209.81 290 210.17 210.53 210.89 211.26 211.62 211.98 212.34 212.71 213.0 213.43 300 213.79 214.15 214.51 214.88 215.24 215.60 21

16、5.96 216.32 216.6 217.04 附录2：器件清单器件型号封装数量双电源电路器件清单正负15V变压器220：+-151二极管IN4007直插42电解电容220uF 50V直插42电解电容0.1uF 25V42稳压片7812直插12稳压片7912直插12保险管保险管座万能板（长方形）12温度检测报警电路器件清单LM358LM358(需回收)直插2电阻100欧姆1/4W3电阻150K1/4W1电阻20K1/4W5电阻1K1/4W2电位器50欧姆32961电位器1K32963电位器100K32961发光二极管红色 3mm直插1发光二极管绿色 3mm直插1热敏电阻PT100，100摄氏

17、度时是139欧姆外接每班1个芯片座DIP82单排座（圆孔）5孔单排针20针导线杜邦线需回收3条万能板（方形）1Mutisim仿真器件选用线性运放LM324AJ模拟库OPAMP比较器LM339AJ模拟库COMPARATORLED二极管库LED电阻、电位器基本元件栏电源电源器件库电压表显示测量元件栏Multisim7使用简介1. 文件的打开方式在文件夹中，双击后，再双击即可打开Multisim7。2. 工作窗口界面3. 主要工具栏（1）元件工具栏实际元件库：参数与实际厂商提供参数相符，不可更改。 图标名称功能电源库（Source）含接地、直流信号源、交流信号源、受控源等6个系列基本元件库（Basi

18、c）含电阻、电容、电感、变压器、开关、虚拟基本元件、虚拟定值元件、3D元件等18个系列二极管库（Diode）含虚拟、普通、发光、稳压、开关二极管及可控硅等11个系列晶体管库（Transistor）含虚拟、BJT、FET、复合管和功率管等20个系列模拟集成元件库（Analog）含虚拟、普通、诺顿、宽带运放及比较器等6个系列TTL元件库（TTL）含74STD、74S、74LS、74F、74ALS、74AS等9个系列COMS元件库（CMOS）含COMS、74HC、TinyLogic器件的14个系列其他数字元件库（Miscellaneous Digital）含TIL、DSP、FPGA、PLD、CPLD

19、、微控制器、微处理器、VHDL、存储器等12个系列数模混合元件库（Mixed）含虚拟数模混合器件、555定时器、A/D转换器、D/A转换器、模拟开关、单稳触发器等6个系列指示元件库（Indicator）含电压表、电流表、探针、蜂鸣器、灯泡、数码显示管等8个系列其他器件库（Miscellaneous）含虚拟器件、光耦、晶振、真空管、DCDC开关电源转换器、滤波器等14个系列射频元件库（RF ）含射频电阻、射频电容、射频电感、射频晶体管、隧道二极管、传输线等8个系列机电类元件库（Electromechanical）含感测开关、瞬态开关、计时接触器、线圈与继电器、线性变压器、保护装置、输出设备等8个

20、系列理想元件库：可以修改元件参数。（2）仪表工具栏其中动态测量探针只有当仿真运行时才可使用。4. 创建电路原理图的基本操作（1）元器件的调用调用元器件时，先用鼠标单击元件工具栏中相应的分类库按钮，再从中选择所需的元器件。例如调用一个直流电压源。单击元件工具栏中最右边的电源库按钮，弹出电源分类库菜单如图F1. 1所示。在左边的Family（系列）栏中选择第一行的POWERSOURCE（电源），再在中间的Component（元件）栏中选择DCPOWER（直流电源），然后单击右上角的OK按钮，即可将一个直流电压源调到电路图编辑窗口中。又如调用一个虚拟电阻。单击元件工具栏中位于右边第二的基本元件库按钮

21、，弹出基本元件分类库菜单如图F1.2所示。在左边的Family（系列）栏中选择第三行的RATED 图F1.1 调用直流电压源 图F1.2 调用虚拟电阻VIRTUAL（定值虚拟），再在中间的Component（元件）栏中选择RESISTORRATED（定值电阻），然后单击右上角的OK按钮，即可将一个虚拟电阻调到电路图编辑窗口中。（2）元器件参数的设置放置在电路编辑窗口的元器件应根据仿真电路的需要设置参数，并确定一个标号。例如设置一个虚拟电阻的参数。双击该电阻，弹出属性对话框如图F1.3所示。在Value分页设置阻值，在Label分页设置标号。如将一个电阻的阻值设置为10k ，标号设置为R2。 图

22、F1.3 虚拟电阻属性对话框（3）元器件的移动与旋转为了连接电路，需将各个元器件放置于适当位置，有些元器件还需要调整方向。元器件的移动：将鼠标移到元器件上，按住左键，可将元器件拖曳到所需的位置。元器件的旋转：用鼠标右键单击元器件，弹出一个元器件操作对话框如图F1.4所示。选择适当命令，可使元器件左右翻转、上下翻转、顺时针旋转90或逆时针旋转90。 图F1.4元器件操作对话框 图F1.5 连线操作对话框（4）元器件的连接先将鼠标指向某个元器件的一个端点，鼠标指针消失，在元器件端点处出现一个带十字花的小园黑点。再单击鼠标左键，移到鼠标，会引出一条黑色的直线或折线，将鼠标拉向另一元件的一个端点，并使其出现一个小园红点，然后单击鼠标左键，黑线变红线，实现这两个元件间的有效连接。（5）元器件间连线的删除用鼠标右键单击欲删除的连线，弹出连线操作对话框如图F1.5所示。选择Delete命令，即可删除该连线。（6）改变导线的颜色在复杂电路中，将连线设置为不同颜色，有助于电路图的识别。将连接于示波器或逻辑分析仪的连线设置为不同颜色，可使显示的波形呈现不同颜色方便波形的对比和分析。改变导线的颜色方法是用鼠标右键单击欲修改颜色的连线，弹出连线操作对话框如图F1.5所示。选择Change Calor命令，打开颜色（Color）对话框，选择所需颜色，并按OK键确认即可删除该连线。