NE555制作的恒溫器

電子工程學院課外學分設計報告題目：NE555制作的恒溫控制器姓名：何峰學號：電B091205專業(yè)：電子信息工程技術實驗室：開放實驗室組別：同組人員：設計時間：2021年2月20日——2021年6月30日評定成績：審閱教師：目錄1．專業(yè)綜合設計任務………………11.1工程的背景……………………11.2工程的任務……………………11.3工程的目的……………………11.4工程的要求與設計指標…………12.方案設計與論證…………………12.1NE555芯片功能………………12.2整體設計原理…………………33.硬軟件設計………44.實現(xiàn)與測試〔或調試〕…………55．分析與總結………55.1電路創(chuàng)新……………………55.2心得體會…………66.參考文獻…………61.專業(yè)綜合設計任務1.1工程的背景舊式的恒溫控制器大多數(shù)采用繼電器來切換加熱電源，由于加熱電流較大，在使用一段時間后，繼電器觸點容易被燒毀，因此需要經(jīng)常更換繼電器。自從出現(xiàn)了晶閘管，由于其完全可以取代繼電器，因此便開始用它制作無觸點的恒溫控制器。由于這種恒溫控制器采用了熱敏電阻、運算放大器和雙向晶閘管，它的控制精度高、工作可靠，還能節(jié)省維修費用。1.2工程的任務設計一個恒溫控制電路，實現(xiàn)對電熱器的工作狀態(tài)的控制。1.3工程的目的1.通過對電子技術的綜合應用，使學到的理論知識相互融會貫穿，在認識上產(chǎn)生一個飛躍。2.初步掌握一般電子電路設計的方法，得到一些工程設計的初步訓練，并為以后的畢業(yè)設計奠定良好的根底。3.培養(yǎng)自學能力，獨立分析問題解決問題的能力。4.通過課程設計這一教學環(huán)節(jié)，樹立嚴肅認真，文明仔細，實事求是的科學作用，樹立生產(chǎn)觀點，經(jīng)濟觀點和全局觀點。1.4工程的要求與設計指標要求設計的恒溫控制電路能實現(xiàn)如下功能：1、電熱器加熱工作狀態(tài)顯示；2、電熱器停止工作狀態(tài)顯示；2.方案設計與論證NE555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、功耗、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當普通的計時IC，只需要少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。NE555的特點有：1.只需要簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。2.它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯閘配合，也就是它的輸出準位及輸入觸發(fā)準位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。3.其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載。4.它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格廉價。2〕NE555引腳位配置說明下：NE555接腳圖PIN1〔接地〕-地線〔或共同接地〕，通常被連接到電路共同接地。PIN2〔觸發(fā)點〕-這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3VCC，下緣須低于1/3VCC。PIN3〔輸出〕-當時間周期開始555的輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電壓。周期的結束輸出回到0伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出電流大約200MA。PIN4〔重置〕-一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。PIN5〔控制〕-這個接腳準許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下，這輸入能用來改變或調整輸出頻率。PIN6〔重置鎖定〕-PIN6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當這個接腳的電壓從1/3VCC電壓以下移至2/3VCC以上時啟動這個動作。PIN7〔放電〕-這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流能力，當輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。PIN8〔V+〕-這是555計時器IC的正電源電壓端。供給電壓的范圍是+4.5V〔最小值〕到+16V〔最大值〕。3〕參數(shù)功能特性：◆供給電壓4.5-18V◆供給電流3-6MA◆輸出電流225MA〔MAX〕◆上升/下降時間為100NSNE555引腳圖4〕NE555的內部功能如下列圖所示5〕NE555真值表輸入輸出閾值輸入〔VI1〕觸發(fā)輸入〔VI2〕復位〔RD〕輸出〔Vo〕放電管TDXX00導通〈2VCC/3〈VCC/311截止〉2VCC/3〉VCC/310導通〈2VCC/3〉VCC/31不變不變2.2整體設計原理恒溫控制器由熱敏電阻RT1、RT2、NE555時基電路、溫度范圍調整RP1、RP2及控制執(zhí)行機構組成，電路如圖1所示。RT1、RP1為上限溫度檢測電阻，RT2、RP2為下限溫度檢測電阻。當溫度下降時，②腳電位低于1/3VCC時，③腳輸出高電平，J吸合，LED2點亮，開始加熱。當溫度升高而使IC⑥腳電位高于2/3VCC時，③腳輸出低電平，J釋放，斷開控制“電熱器〞的電源，停止加熱。3.硬軟件設計本控制電路的硬件電路設計如下圖：本電路設計中，所需器件清單如下：編號名稱型號數(shù)量Rt1Rt2熱敏電阻6.8K負溫度系數(shù)2Rp1Rp2微調電阻15K2R3R4電阻470Ω2C滌綸電容0.01u1LED發(fā)光二極管紅綠各一個2IC時基集成電路NE5551J電磁繼電器電壓6V電流參考電熱器14.實現(xiàn)與測試〔或調試〕 調整時，首選應調整上限溫度，把Rt1置于所要求的上限溫度環(huán)境中〔用溫度計監(jiān)測〕，過一分鐘后〔Rt1與環(huán)境到達熱平衡〕，調RP1起到LED1剛好發(fā)光為止，反復多調幾次，可先將②腳與地短接一下，使③腳輸出高電平〔LED1亮〕，這樣便于觀察翻轉狀態(tài)。然后調整下限溫度，過程同上，調整RP2使紅LED2亮，也要反復調整幾次，可先將⑥腳與電源VCC短接一下，以使③腳輸出低電平，觀察電路翻轉狀態(tài)。在實際調試過程中，應該對RT1，RP1，RP2的控制得當，才能使效果更加明顯。在調試本電路時候發(fā)現(xiàn)，該電路最好用小型穩(wěn)壓電源供電?？梢允股舷藜跋孪逌囟雀菀椎玫娇刂?。總體來說，該電路的調試過程比擬簡單，調試也比擬成功。5．分析與總結5.1電路創(chuàng)新該電路稍加修改，可作為超〔高、低〕溫報警器。5.2心得體會 通過這次的課外學分設計，受益非淺。期間遇到了許多問題，但最后都一一得到解決，通過自己借閱相關的的書籍，查閱相關的資料文獻，開拓了知識面。在實際操作方面，得到了很好的提高?？傮w來說，實驗還是比擬順利的?，F(xiàn)將心得體會總結如下：設計初期要考慮周到，否那么后期改良很困難。應該在初期就多思考幾個問題，進行詳細了解，選擇最適宜的方法動手設計?？傮w設計原理在整個設計過程中非常重要，應該充分了解電路的原理。設計時，多使用已學的方法，要整體考慮，不可看一步，做一步。在整體設計都正確后，在尋求簡化的方法。在設計某些模塊的時候無法把握住整體，這時候可以先進行小局部功能的實現(xiàn)，在此根底上進行改造，雖然可能會多花一些時間，但這比空想要有效的多。盡可能使電路連線有序，模塊之間關系清楚，既利于自己的修改，也方便后期的調試工作。很多難點的突破都來自于與同學之間的交流，請教于老師，交流使自己獲得更多的信息，所以不要怕去問問題。應該有較好的理論根底，整個實驗都是在理論的指導下完成的。設計過程中使用了許多理論課上學的內容，如NE555芯片功能等。本次設計把理論應用