溫度控制報(bào)警電路設(shè)計(jì)

1、電子綜合設(shè)計(jì)電子綜合開(kāi)發(fā)實(shí)踐報(bào)告設(shè)計(jì)課題：溫度控制報(bào)警電路設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：電信11級(jí)2班學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：設(shè)計(jì)時(shí)間：2014年1月信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2014年1月溫度控制報(bào)警電路設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求溫度正常時(shí),數(shù)碼管按0.1.2.3.4.5.順序顯示溫度不正常時(shí)，數(shù)碼管按0.1.2.3.4.5.6.7循環(huán)顯示同時(shí)綠色發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮。溫度繼續(xù)上升到一定值時(shí)，數(shù)碼管不顯示，同時(shí)紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，數(shù)碼管不顯示要求計(jì)數(shù)電路的脈沖用555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成，其中溫度用電壓表示，8V一下表示溫度正常，9-10V表示溫度不正常，10V（不含10V）以上表示溫度過(guò)高。2.方案設(shè)計(jì)與論證要求中

2、用電壓表示溫度，可以用雙限電壓比價(jià)器（窗口比較器）來(lái)對(duì)輸入電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生高低電平的變化來(lái)控制發(fā)光二極管點(diǎn)亮與數(shù)碼管的顯示，計(jì)數(shù)電路的脈沖用555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成。電壓的不同輸出不同的電平555構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖74ls160十進(jìn)制計(jì)時(shí)器數(shù)碼管顯示順序Led顯示窗口比較器電壓輸入三單元電路設(shè)計(jì)與與數(shù)值計(jì)算3.1電壓比較模塊窗口比較器”又叫“雙限比較器”，是指在輸入信號(hào)的上升沿和下降沿翻轉(zhuǎn)電壓不同的比較器，兩個(gè)電壓之間的值為窗口寬度。窗口比較器原理圖3.1比較器工作是這樣的，同相端電平高于反相端電平時(shí)，輸出高電平，反之，就輸出低電平； 由于開(kāi)環(huán)的高增益，基本遇不到同相端

3、電平等于反相端電平的情況；其次，比較器芯片電路都是OC輸出的，即是集電極開(kāi)路輸出的，所以輸出端需要接個(gè)上拉電阻才能正常工作。1j當(dāng)uI<UB時(shí)：A1的輸出端為低電平；A2的輸出端為高電平，則二極管D2導(dǎo)通，D1截止，輸出電壓uO為高電平。2k當(dāng)uI>UA時(shí)：A1的輸出端為高電平， A2的輸出端為低電平，則二極管D1導(dǎo)通，D2截止，輸出電壓uO也是高電平。3l當(dāng)UB < uI <UA時(shí)； A1 、A2的輸出端均為低電平， 兩個(gè)二極管均截止，輸出電壓uO為低電平。圖3.23.2時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生模塊時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生由555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成3.2.1電路組成：多諧振蕩器

4、電路圖3.3用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖3.3所示：圖中電容C、電阻R1和R2作為振蕩器的定時(shí)元件，決定著輸出矩形波正、負(fù)脈沖的寬度。定時(shí)器的觸發(fā)輸入端（2腳）和閥值輸入端（6腳）與電容相連；集電極開(kāi)路輸出端（7腳）接R1、R2相連處，用以控制電容C的充、放電；外界控制輸入端（5腳）通過(guò)0.01uF電容接地。3.1.2.工作原理：圖3.4多諧振蕩器的工作波形多諧振蕩器的工作波形如圖3.4所示：電路接通電源的瞬間，由于電容C來(lái)不及充電，Vc=0v，所以555定時(shí)器狀態(tài)為1，輸出Vo為高電平。同時(shí)，集電極輸出端（7腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，電源Vcc對(duì)電容C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)I，此后，電路周而復(fù)始

5、地產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。多諧振蕩器兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間取決于RC充、放電回路的參數(shù)。暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間，即輸出Vo的正向脈沖寬度T10.7(R1+R2)C；暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間，即輸出Vo的負(fù)向脈沖寬度T20.7R2C。555定時(shí)器組成多諧振蕩器，多諧振蕩器產(chǎn)生OUT的信號(hào)頻率。電阻、電容參數(shù)值計(jì)算如下：  C2為電路的濾波電容，提高電路的穩(wěn)定性，一般選取0.01uF振蕩周期T=0.7(R1+2R2)C，振蕩頻率f=1/T。滑動(dòng)變阻器可以調(diào)節(jié)振蕩周期多諧振蕩器實(shí)際電路圖3.53.3計(jì)數(shù)模塊采用74ls160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器QA.QB.QC.QD為輸出端，RCO是進(jìn)位輸出，ENP,EN

6、T,LOADD都為高電平時(shí)計(jì)數(shù)將13.14引腳通過(guò)與非門接到clr清零從而實(shí)現(xiàn)0-5的顯示74ls160計(jì)數(shù)實(shí)際電路圖圖3.64 總原理圖及元件清單4.1總原理圖總原理圖4.14.2原件清單原件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注U1/U8NOT1非門U2NAND21與非門U3A/BLM3391U4/U5AND22與門U6Rated 555 Timer1U7DCD_HEX_GREEN1U974ls1601C1100NF1C210NF1R120k1R22k1R320k1R45.1k15 性能測(cè)試與分析1.當(dāng)輸入電壓低于5V時(shí)U3B輸出低電平大于%V輸出高電平，且數(shù)碼管順序顯示0-5.U3B的輸出隨輸入電壓變

7、化仿真圖5.12當(dāng)輸入電壓在5V到10V之間時(shí)Uo輸出高電平，其他時(shí)刻輸出低電平。綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，數(shù)碼管顯示1-9.UO的輸出隨輸入電壓變化仿真圖5.23當(dāng)輸入電壓大于10V時(shí)U3A輸出低電平，同時(shí)紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮。其他時(shí)刻輸出高電平。U3A的輸出隨輸入電壓變化仿真圖5.36 結(jié)論與心得在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將系統(tǒng)模塊化，更有利于去選擇電路的參數(shù)，更有利去分析和調(diào)試電路。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我用了自己的理論知識(shí)去分析和計(jì)算電路圖，雖然將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)當(dāng)中去了，但是我從這次課設(shè)中總結(jié)的結(jié)論是，理論永遠(yuǎn)是理論知識(shí)，而實(shí)際往往和理論的有些偏差，因?yàn)槲覀儾豢赡馨褜?shí)際當(dāng)中的任何情況都能考慮進(jìn)去，只有通過(guò)不斷地去調(diào)試，理論與實(shí)際結(jié)合才能把系統(tǒng)順利完成。參考文獻(xiàn)1閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)