簡(jiǎn)易數(shù)字溫度控制器設(shè)計(jì)制作論文

1、電子發(fā)燒友論壇數(shù)字顯示溫度控制器設(shè)計(jì)制作論文作者：汪志興【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。其中，溫度控制也越來越重要。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。 本次任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字顯示溫度的測(cè)量與控制裝置.應(yīng)用溫度敏感元件和二次儀表的組合,對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制,且能直接讀數(shù).經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證此控制器的性能指標(biāo)優(yōu)異,所以本次設(shè)計(jì)為溫度測(cè)量與控制的工業(yè)應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)?！娟P(guān)鍵詞】： 溫度傳感器 數(shù)字電壓表表頭 溫度控制 執(zhí)行機(jī)構(gòu)一、數(shù)字溫度控制器設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該溫度控制器是既可以

2、測(cè)量溫度也可以控制溫度的上下限，并且上下限可以調(diào)節(jié)，其設(shè)計(jì)方案組成框圖如圖1所示。溫度傳感器采樣保持電路A/D變換及顯示電路效準(zhǔn)電路下限控制電路上限控制電路溫度控制比較器上限報(bào)警（聲、光）關(guān)斷下限報(bào)警（光）驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路直流穩(wěn)壓電源 圖1 溫度控制器原理框圖因?yàn)橐髮?duì)溫度進(jìn)行測(cè)量顯示，所以首先采用溫度傳感器，將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，并通過效驗(yàn)、濾波后送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行譯碼顯示。對(duì)溫度被控制在設(shè)定值范圍的任務(wù)，則將實(shí)際測(cè)量溫度采集的信號(hào)與溫度的設(shè)定值(基準(zhǔn)電壓)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果（輸出狀態(tài)）來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地控制、調(diào)節(jié)被控對(duì)象的溫度。被控對(duì)象的溫度與

3、給定兩個(gè)設(shè)定的溫度上下限（比較器）相比較，當(dāng)溫度低于下限溫度值時(shí)，控制器（RS觸發(fā)器）通過驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（繼電器）來實(shí)現(xiàn)加熱，同時(shí)比較器驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路報(bào)警（光信號(hào)黃色）。當(dāng)溫度超過上限溫度值時(shí)，比較器驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路報(bào)警（聲、光紅色信號(hào)），同時(shí)控制器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行停止加熱。加熱時(shí)比較器驅(qū)動(dòng)加熱電路信號(hào)（光信號(hào)綠色）。二、溫度控制器電路的設(shè)計(jì)2.1、溫度傳感器的選擇1、溫度傳感器集成芯片AD590簡(jiǎn)介AD590的外形采用TO52金屬圓殼封裝結(jié)構(gòu)，其管腳排列如圖 (a)。它是一種二端元件，屬于一種高阻電流源，其典型的電流溫度靈敏度是1A/K，溫度為0時(shí)，AD590輸出的恒流值為273.15A，當(dāng)溫度升高

4、或降低1時(shí)，AD590的輸出電流就增大或減小1A。AD590測(cè)量溫度范圍是-55+150；在整個(gè)測(cè)溫范圍內(nèi)的非線性誤差小于±0.3；工作電壓范圍430V。由AD590組成的測(cè)溫電路如圖(b)所示。(a) AD590外形圖 (b) 溫度測(cè)量電路圖2 AD590組成的溫度測(cè)量電路在圖 (b)電路中，由基準(zhǔn)源MC1403提供的電流i0為： 調(diào)節(jié)RP1即可改變i0的大小。AD590輸出電流的溫度靈敏度為 1A/K，絕對(duì)溫度與攝氏溫度的關(guān)系為K=+273.15 。設(shè)要測(cè)量的溫度為T（攝氏溫度），則流過AD590的電流it為： 流過反饋支路的電流： 可見若要使，只要調(diào)節(jié)電位器RP1即可。此時(shí)放大

5、器的輸出電壓為： 若要求U0的靈敏度等于10mV/，可選R2=9.1k，RP2=2 k。電位器RP1是調(diào)零作用，RP2是調(diào)節(jié)滿量程輸出。集成運(yùn)算放大器要選取高精度型器件。這里選用OP07。2、 溫度傳感器集成芯片LM35簡(jiǎn)介L(zhǎng)M35是把測(cè)溫傳感器與放大電路做在一個(gè)硅片上，形成一個(gè)集成溫度傳感器，如圖3所示：  (a) LM35外形圖 (b) 溫度測(cè)量電路圖3 LM35組成的溫度測(cè)量電路    LM35是一種輸出電壓與攝氏溫度成正比例的溫度傳感器，其靈敏度為10mV/；工作溫度范圍為0-100；工作電壓為4-30V；精度為±1。最大線性

6、誤差為±0.5；靜態(tài)電流為80uA。其輸出電壓與攝氏溫標(biāo)呈線性關(guān)系，轉(zhuǎn)換關(guān)系，0度 時(shí)輸出為0V，每升高1，輸出電壓增加10mV。該器件如塑封三極管（TO-92）。綜合分析溫度傳感器AD590與溫度傳感器LM35的特點(diǎn)，LM35溫度傳感器最大的特點(diǎn)是是使用時(shí)無需外圍元件，也無需調(diào)試和校正（標(biāo)定），只要外接一個(gè)1V的表頭（如指針式或數(shù)字式的萬用表），就構(gòu)成一個(gè)測(cè)溫儀。所以本次設(shè)計(jì)采用LM35溫度傳感器。2.2采樣電路及校準(zhǔn)電路我1、LM324集成芯片簡(jiǎn)介L(zhǎng)M324內(nèi)部包括有四個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器，既可接單電源使用 (330 V)，也可接雙電源使用(±1.

7、5±15 V)，驅(qū)動(dòng)功耗低，可與TTL邏輯電路相容。 LM324的封裝形式為塑封14引線雙列直插式，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖4。  圖4 LM324引腳圖2、溫度采樣電路設(shè)計(jì) 當(dāng)輸入信號(hào)變化太快時(shí)，要求輸出信號(hào)能快速而準(zhǔn)確地跟隨輸入信號(hào)的變化進(jìn)行間隔采樣。在兩次采樣之間保持上一次采樣結(jié)束的狀態(tài)。當(dāng)電信號(hào)輸入時(shí)Uo

8、對(duì)C充電，Uo=U1=Uc及輸出電壓跟隨輸入電壓的變化，電信號(hào)中斷時(shí)，電路處于保持周期，因?yàn)殡娙菰o放電電路，故U1=Uc，這種將采集到的數(shù)值保持一定時(shí)間。所以溫度采樣保持電路如圖5所示 （a）電路 (b) 輸入輸出信號(hào)波形圖5 溫度采樣保持電路3、 溫度校正電路方案電路的電壓放大倍數(shù)Au也僅由外接電阻決定：Au=1+Rf/R1，電路如上圖圖5所示，通過改變Rf來改變Uo與U1之間的放大關(guān)系即校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溫度。2.3 上下限采集電路上下限采集電路采用反相交流放大器電路，此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大，電路的電壓放大倍數(shù)Au也僅由外接電阻決定，上下限采集電路的電壓放大倍數(shù)Au=1。如圖6上下限采

9、集電路： （a）上限采集電路 （b）下限采集電路圖6 上下限采集電路根據(jù)電工學(xué)知識(shí)分析：已知：Vcc=5V1、上限采集電路R=R2+R3+R4 =20k+5K+500=25500U1=I·R4=0.000196×500 =98mVU2=I·(R4+ R3)=0.000196×(5000+500)=1078mV所以有U2：U1=< U2 = <U22、下限采集電路R=R5+R6 =20k+5K=25000U3=I·0=0VU4=I·R6=0.0002×5000=1000mV所以有U3：U3=< U3 = &l

10、t;U4根據(jù)LM35的輸出電壓與攝氏溫度成正比例的關(guān)系，即0度時(shí)輸出為0V，每升高1，輸出電壓增加10mV。下限調(diào)節(jié)范圍為0100攝氏度，上限調(diào)節(jié)范圍為9.8107.8攝氏度。由于線路本身存在電阻，所以調(diào)節(jié)準(zhǔn)確精度與計(jì)算結(jié)果有一定偏差。2.4 溫度比較電路1、 LM393電壓比較器簡(jiǎn)介L(zhǎng)M393是雙電壓比較器集成電路, 電壓比較器(以下簡(jiǎn)稱比較器)是一種常用的集成電路。它可用于報(bào)警器電路、自動(dòng)控制電路、測(cè)量技術(shù)，也可用于A/D變換電路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān)測(cè)電路、振蕩器、過零檢測(cè)電路等。該電路的特點(diǎn)是工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源：236V，雙電源:±1

11、77;18V；消耗電流小，Icc=0.8mA；輸入失調(diào)電壓小，VIO=±2mV；共模輸入電壓范圍寬，Vic=0Vcc-1.5V；輸出與TTL，CMOS 等兼容；輸出可以用開路集電極連接“或”門, LM393是雙電壓比較器集成電路引腳圖如下：圖7 LM393雙電壓比較器引腳圖電壓比較器是對(duì)兩個(gè)模擬電壓比較其大小，并判斷出其中哪一個(gè)電壓高，如圖8所示。圖8 (a)是比較器，它有兩個(gè)輸入端：同相輸入端(“+” 端) 及反相輸入端(“-”端)，有一個(gè)輸出端Vout(輸出電平信號(hào))。另外有電源V+及地，同相端輸入電壓VA，反相端輸入VB。VA和VB的變化如圖8(b)所示。在時(shí)間0t1時(shí)，VA&

12、gt;VB；在t1t2時(shí)，VB>VA；在t2t3時(shí)，VA>VB。在這種情況下，Vout的輸出如圖8(c)所示：VA>VB時(shí)，Vout輸出高電平(飽和輸出)；VB>VA時(shí)，Vout輸出低電平。根據(jù)輸出電平的高低便可知道哪個(gè)電壓大。圖8 電壓比較器工作分析    如果把VA輸入到反相端，VB輸入到同相端，VA及VB的電壓變化仍然如圖8(b)所示，則Vout輸出如圖8(d)所示。與圖8(c)比較，其輸出電平倒了一下。輸出電平變化與VA、VB的輸入端有關(guān)。2、LM393 溫度比較電路 （a） 上限比較電路 （b）下限比較電路圖9 溫度比較

13、電路U4in接溫度采集輸出，UR接上限比較電路。當(dāng)當(dāng)前溫度低于上限時(shí)U5out輸出高電平，高于高限時(shí)U5out輸出低電平;U6in接溫度采集輸出，UR2接下限比較電路。當(dāng)當(dāng)前溫度低于下限時(shí)U7out輸出低電平，高于下限時(shí)U7out輸出高電平。分析如下圖10 （a）低限電平輸出 （b）高限電平輸出圖10 上限限電平輸出比較2.5 溫度控制電路1、74LS00芯片簡(jiǎn)介74LS00是常用的2輸入四與非門集成電路，其引腳如下圖： 圖11 74LS00引腳圖A、引腳功能表： 管腳位符號(hào)名稱及功能1, 4, 9, 121A - 4A數(shù)據(jù)輸入2, 5, 10, 131B - 4B數(shù)據(jù)輸入3, 6, 8, 1

14、11Y - 4Y數(shù)據(jù)輸出7GND接地(0V)14VCC電源電壓B、74LS00真值表ABY001011101110 2、RS 觸發(fā)器RS 觸發(fā)器是把兩個(gè)與非門G1、G2的輸入、輸出端交叉連接，即可構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，其邏輯電路如圖12所示。它有兩個(gè)輸入端R、S和兩個(gè)輸出端Q、Q非。 （a）邏輯電路 （b）邏輯符號(hào)圖12 RS 觸發(fā)器電路 基本RS觸發(fā)器的邏輯功能入下表如下：RSQ邏輯功能010置0101置111不變保持00不變禁止將上限U5輸出接于R端，下限U7接于S端。輸出為Q非端，電平輸出圖13R加熱保持加 熱低限電平SQ非n+1高限電平上限關(guān)斷加熱下限執(zhí)行加熱下限執(zhí)行加熱下限執(zhí)行加熱關(guān)斷

15、 圖13 電平輸出圖2.6 執(zhí)行機(jī)構(gòu)及報(bào)警電路1、 繼電器簡(jiǎn)介繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。當(dāng)輸入量（如電壓、電流、溫度等）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，繼電器被所控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開。 繼電器具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。 因?yàn)槔^電器是由線圈和觸點(diǎn)組兩部分組成的，所以繼電器在電路圖中的圖形符號(hào)也包括兩部分：一個(gè)長(zhǎng)方框表示線圈；一組觸點(diǎn)符號(hào)表示觸點(diǎn)組合。2、繼電器組成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路輸入是由

16、RS觸發(fā)器控制的低電平信號(hào)，需要控制繼電器，因此我在繼電器前加了放大電路。三極管的放大倍數(shù)一般都是一個(gè)范圍。三極管的選擇：考慮到安全穩(wěn)定，耐壓大于5V，最大集電極電流：大于繼電器吸合電流的兩倍以上；功率：大于5V繼電器電流的兩倍，管子的飽和壓降越小越好，本次設(shè)計(jì)使用的是小功率的繼電器選8550 PNP 高頻放大 40V1.5A1W100MHZ 三極管。保護(hù)二極管，大于50V的整流二極管，正向壓降越小越好。選1N4001即可。 圖14 繼電器組成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路3、報(bào)警電路 （a） 上限報(bào)警電路 （b）下限報(bào)警電路 （c）加熱信號(hào)圖15 報(bào)警電路2.7 顯示溫度電路A/D變換及顯示A/D轉(zhuǎn)換器的主

17、要功能是將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法很多，常用的有雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器和并行比較式A/D轉(zhuǎn)換器等。雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高、靈敏度高、抑制干擾信號(hào)的能力強(qiáng)，價(jià)格低廉，可廣泛用于數(shù)字儀表和低速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。另外，這類轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)常以BCD碼或二進(jìn)制碼格式輸出，所以數(shù)字顯示方便。常用的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器集成器件有ICL7106/7107/7109/7135、MC14433等。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器是一種轉(zhuǎn)換速度較快，轉(zhuǎn)換精度較高的轉(zhuǎn)換器。一次轉(zhuǎn)換時(shí)間在數(shù)微秒到百微秒范圍內(nèi)，廣泛應(yīng)用于中高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、在線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)測(cè)控系統(tǒng)

18、等領(lǐng)域中。與雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器相比，逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的抗干擾能力較差。目前常用的逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器集成電路有ADC0808/0809、AD574A、AD1674、ADC1210/1211等。并行比較式A/D轉(zhuǎn)換器是一種轉(zhuǎn)換速度最快的轉(zhuǎn)換器，它最適合應(yīng)用在數(shù)字通信技術(shù)和高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)中。缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，價(jià)格高。目前出現(xiàn)了一種串、并行A/D轉(zhuǎn)換方案進(jìn)行折衷，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，但速度有所下降。由于本設(shè)計(jì)用于檢測(cè)顯示溫度信號(hào)，而溫度信號(hào)變化比較緩慢，所以選擇雙積分式集成A/D轉(zhuǎn)換器比較合適。測(cè)量顯示電路選用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107完成。ICL7107具有功耗低、精度高、功能完整、

19、使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是一種集三位半A/D轉(zhuǎn)換器、段驅(qū)動(dòng)器、位驅(qū)動(dòng)器于一體的大規(guī)模專用集成電路，其主要特點(diǎn)為： 能夠直接驅(qū)動(dòng)共陽極LED數(shù)碼管，不需另加驅(qū)動(dòng)電路和限流電阻。 采用±5V雙電源供電。 功耗小于15mW，最大靜態(tài)電流為1.8mA。 段驅(qū)動(dòng)電流的典型值為8mA，最小值為5mA。 顯示器可采用7段共陽數(shù)碼管。由ICL7107組成的三位半數(shù)字電壓表電路如圖14 所示，該電路即可作為溫度顯示電路。VCC 、VSS 分別為電源的正、負(fù)端。COM模擬信號(hào)的公共端，簡(jiǎn)稱“模擬地”，使用時(shí)通常將該端與輸入信號(hào)的負(fù)端、基準(zhǔn)電壓的負(fù)端短接。TEST 為測(cè)試端。此端有兩個(gè)功能，一是作“測(cè)試指示”，將

20、它與V+ 短接后，LED顯示器顯示全部筆畫1888，據(jù)此可確定顯示器有無筆段殘缺現(xiàn)象。第二個(gè)功能是作為數(shù)字地供外部驅(qū)動(dòng)器使用，構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)、標(biāo)志符顯示電路。分別為個(gè)位、十位、百位筆畫驅(qū)動(dòng)端，依次接LED顯示器的個(gè)、十、百位的相應(yīng)筆段。為千位（即最高位，也稱1/2位）筆段驅(qū)動(dòng)端，接千位LED的b、c段。POL是負(fù)極性指示驅(qū)動(dòng)端，接千位LED的g段。GND為數(shù)字地，與37腳（TEST）經(jīng)過內(nèi)部500W電阻接通。OSC1OSC3為時(shí)鐘振蕩器引出端，外接阻容元件可構(gòu)成兩級(jí)反相式阻容振蕩器。VREF+是基準(zhǔn)電壓的正端，簡(jiǎn)稱“基準(zhǔn)+”，通常從內(nèi)部基準(zhǔn)電壓獲取所需的基準(zhǔn)電壓，也可采用外部基準(zhǔn)電壓，以提高基準(zhǔn)電

21、壓的穩(wěn)定性。VREF- 是基準(zhǔn)電壓的負(fù)端，簡(jiǎn)稱“基準(zhǔn)-”。CREF+、CREF-是外接基準(zhǔn)電容端。IN+、IN- 為模擬電壓的正、負(fù)輸入端。CZA是外接自動(dòng)調(diào)零電容端。INT 是積分器輸出端，接積分電容CINT。BUF 是緩沖放大器輸出端，接積分電阻RINT。ICL7107顯示的滿量程電壓與基準(zhǔn)電壓的關(guān)系為: VM = 2VREF。若將VRET選擇1V，則可組成滿量程為2V的電壓表。只要把小數(shù)點(diǎn)定在十位，即可直接讀出測(cè)量結(jié)果。由于ICL7017沒有專門的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使用時(shí)可將共陽極數(shù)碼管的公共陽極接+5V，小數(shù)點(diǎn)接GND時(shí)點(diǎn)亮，接5V或懸空時(shí)熄滅。在圖 中，R1、C1分別為振蕩電阻和振蕩電

22、容。R2與R3構(gòu)成基準(zhǔn)電壓分壓器，調(diào)整R2的值可以改變基準(zhǔn)電壓，使VREF=1V，R2宜采用精密多圈電位器。R4、C3為模擬信號(hào)輸入端高頻濾波電路，以提高儀表的抗干擾能力。C2、C4分別為基準(zhǔn)電容和自動(dòng)調(diào)零電容。R5、C5為積分電阻和積分電容。圖16 ICL7107組成的溫度顯示電路2.8、 直流電源電路 2.8.1、穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 一、工作原理小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成，如圖17所示，其整流與穩(wěn)壓過程如圖18所示。圖17 穩(wěn)壓電源系統(tǒng)方框圖圖16 整流與穩(wěn)壓過程圖18 整流與穩(wěn)壓波形（1）電源變壓器是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的

23、交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。（2）整流電路橋式整流電路由四只二極管組成的一個(gè)電橋，電橋的兩組相對(duì)節(jié)點(diǎn)分別接變壓器二次繞組和負(fù)載這種電路如圖19所示。在工作時(shí)，D1、D2與D3、D4兩兩輪流導(dǎo)通。圖19 橋式整流電路(3) 濾波電路濾波電路的作用是濾除整流電壓中的紋波。電容濾波電路是最簡(jiǎn)單的濾波器，它是在整流電路的負(fù)載上并聯(lián)一個(gè)電容C，如圖20（a）所示。IouoTru2abD3D2D4D1u1RLCtuoo （a）電路 （b）波形 圖20 橋式整流電容濾波電路及波形(4)穩(wěn)壓電路7805集成穩(wěn)壓器是一個(gè)輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路，使用時(shí)應(yīng)配上散熱板。從正

24、面看引腳從左向右按順序標(biāo)注，接入電路時(shí)腳電壓高于腳，腳高電位，腳接地，腳為輸出位， 其引腳圖如圖21所示：1278053圖21 7805引腳圖 2.8.2 、直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)本電路采用以7805為核心的穩(wěn)壓器, 輸出5V電壓。該電源電壓穩(wěn)定,設(shè)計(jì)電路原理圖如圖22所示。圖22 穩(wěn)壓電源電路圖三 、整機(jī)工作原理當(dāng)LM35把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)通過LM324采集后輸入A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并通過數(shù)碼管顯示出當(dāng)前溫度。上限下限通過電位器的分壓后通過LM324電壓跟隨器采集后，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)也送入A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量也通過數(shù)碼管顯示上下溫度。當(dāng)前溫度與上限溫

25、度送入LM393進(jìn)行比較輸出相應(yīng)的電平信號(hào)，當(dāng)前溫度與下限溫度送入LM393進(jìn)行比較輸出相應(yīng)的電平信號(hào)，上限溫度信號(hào)與下限溫度信號(hào)再送入RS觸發(fā)器進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)的電平信號(hào)給三極管，通過三極管（飽和、截止、放大）的驅(qū)動(dòng)來控制繼電器的開通與關(guān)斷，從而控制加熱器對(duì)設(shè)備的加熱。 在當(dāng)前溫度與上限溫度送入LM393進(jìn)行比較輸出高低電平信號(hào)后接三極管，三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和發(fā)光二級(jí)管，從而實(shí)現(xiàn)上限報(bào)警。當(dāng)前溫度與下限溫度送入LM393進(jìn)行比較輸出高低電平信號(hào)后接發(fā)光二級(jí)管，從而實(shí)現(xiàn)下限顯示。送入RS觸發(fā)器的電平信號(hào)進(jìn)行比較后，輸出相應(yīng)的信號(hào)給發(fā)光二級(jí)管實(shí)現(xiàn)加熱顯示。結(jié) 論1、本設(shè)計(jì)由溫度檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、溫度控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)四部分組成，根據(jù)LM35溫度傳感器良好的線性特點(diǎn)，對(duì)加熱器溫度進(jìn)行檢測(cè)，減少了傳感器的非線性誤差。同時(shí)利用LM324對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，信號(hào)經(jīng)A/D變換得到相應(yīng)的數(shù)字量，送到LM393中進(jìn)行電壓判斷得到相應(yīng)的控制量，送入RS觸發(fā)器后驅(qū)動(dòng)三極管去控制繼電器的開通與關(guān)斷而控制加熱設(shè)備。2、在溫度測(cè)控系統(tǒng)中，由于控制對(duì)象是電熱設(shè)備，因而沒有制冷效果，但是本次設(shè)計(jì)目的是控制最低溫度為0，所以要求控制環(huán)境的環(huán)境溫度不能低于0，否則就算等的時(shí)間再久，它的溫度也只是環(huán)境溫度，所以，測(cè)控系統(tǒng)的工作環(huán)境要求不能低于0。這也是本設(shè)計(jì)一大弊端