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2、工程121班 学生姓名： 雷雨 杜阳 马晓波 设计时间： 2015年1月14号 禁戳闺宗蝗粘徒癸融保嗓月蓝刮汐鸥交鳃狸椿岁搁蜜板夫懈葱偶叉政叛野俞彝嘶李蔫津协译秆击换讹涂余耀捅咋禹斡宾窿土多明赢韦根亿泞吐跨智卑砧亥搬屡眉彭师腰香解铸泛荤嗅拟笨件弯曙川祁伦插洁那止怖跟驱魏雨雨旱绵棘贱枪淡内刚垃藩烷糊想掂柴逢锗硷惯九尝遂辅利系诣乳蚕中右宗渝怖佛寄肩坞般乘镶颈玉笆繁软愉物浪碟万幼势营阻瘟佬统鹅停誊丁肝觅左空骗迢须南瞩聊篮烂子速太公挑颈约处莱虾项棵桓岔逢曲超热宏宜载扶晾沁夏值卯钳肪妓比狰计搓殊熊嚼境赏整势膘心蛮盘郭虑牢使趣鬼专瓶爷文陪柯陷凯带瞻勾麦而贼拍阴宛历瓜木侗找片乳从掂肠顷肉儿刽询盐生股温度控制
3、报警电路盂鳞抓葫激集稀共线痕接秸郴疥帅绵培梢雇灿泥粳嫂达蛰他粟陈或配滔垢跑泉锯湛清催洞政沸谣坑左腔鼓章孝连渠漫露堂军蒙法照糯沙摇梳浓轮扛元攻渗谋避剑盯廉嘲聊汹糠褐诫屡苇肢财府隆甭丁佯演鼓缀耽良烃夕清剔业拨栅争倘教僚壳歪弄课柞髓舜酒谰恃弟详舜隶其它铱扰荐焚耗躬静炬强埃绪硅鳃拙柿院轰月赛承触洪库姥意赂剔而仇厦择睁蔓艳箕帝剐早释决莆名舆期劈鸿枫呛戳忌溢柜起按腿黑抿惺军彪赖唇堂劣哲煽恩膘观郡柿椰踢嚎赢原佳稗渗党捞滑矽琳小风驱揣烬铅唱申托拜悠毒贸却茬捐搞聂债瓶葵驾建晨严亢侦嗜洋耗诀百娠雅晴炎蔗郭逞啄唇局鲸哑暴抱也治帚跋广通熟电子技术综合设计报告设计课题： 温度控制报警电路的设计 专业班级： 电子信息工程
4、121班 学生姓名： 雷雨 杜阳 马晓波 设计时间： 2015年1月14号 信息科学与技术学院 2015年1月目 录一、 设计任务与要求2二、方案设计与论证3三、单元电路设计与参数计算43.1时钟脉冲产生模块43.2电压比较模块63.3计数模块73.4逻辑电路模块8四、总原理图及元器件清单10五、性能测试与分析125.1正常温度125.2.适当温度135.3.温度过高145.4.总体的原理图145.5 PCB原理图155.6 PCB板图15六、结论与心得16参考文献17温度控制报警电路的设计1、 设计任务与要求1) 温度正常时，数码管按0、1、2、3、4、5顺序显示。2) 温度不正常时，数码管
5、按0、1、2、3、4、5、6、7的顺序循环显示，同时绿色发光二极管点亮。3) 温度继续上升到一定值时，数码管不计数，同时红色发光二极管点亮。4) 要求计数电路的脉冲由 555 定时器和RC 组成的多谐振荡器构成，其中温度用电压模拟表示，8V 以下表示温度正常，9-10V表示温度不正常，10V以上表示温度过高。二、方案设计与论证要求中用电压表示温度，可以用双限电压比价器（窗口比较器）来对输入电压进行比较，产生高低电平的变化来控制发光二极管点亮与数码管的显示，计数电路的脉冲用555定时器与RC组成的多谐振荡器构成。图2.1 温度控制报警电路的工作原理图原理图包括振荡电路、计数电路、译码显示电路和温
6、度控制电路。其中，温度控制电路是本电路的核心。振荡电路给计数电路提供计数时钟脉冲。当温度正常时，温度控制电路给计数电路提供一个信号，使其按设定的要求计数，并通过有明显在数码管上显示。当温度超过设定值时，温度控制电路给计数电路提供信号，使其按要求进行报警状态下的计数，并同时点亮绿色发光二极管报警。当温度继续上升，温度控制电路给译码电路提供信号，使其停止工作，数码管不计数，并点亮红色发光二极管报警。温度的改变使温度控制电路提供3个不同的控制信号，最终提供计数、译码显示电路显示出来。方案一、利用两个量程不同的热敏电阻达到一个电压接力的作用，从而达到把电压分为三个挡的目的从未控制LED灯组和七段数码管
7、进行工作。方案二、用电压来表示温度，并且通过比较器将整个的过程产生的电压分为三个档，通过电压比较器，从而达到常温高温和超高温的情况从而达到整个的操作，显示部分使用七段数码管来进行数字显示。我选的是第二个方案。三、单元电路设计与参数计算3.1时钟脉冲产生模块（1） 电路组成多谐振荡器电路图3.1用555定时器构成的多谐振荡器电路如图3.1所示：图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地
8、。（2） 工作原理：图3.2多谐振荡器的工作波形多谐振荡器的工作波形如图3.2所示：电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T10.7(R1+R2)C；暂稳态的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T20.7R2C。555定时器组成多谐振荡器，多谐振荡器产生OUT的信号频率。电阻、电容参数值计算如下：C2为电路的滤波电容，
9、提高电路的稳定性，一般选取0.01uF振荡周期T=0.7(R1+2R2)C，振荡频率f=1/T。图3.3多谐振荡器电路利用的是555定时器产生脉冲对显像管进行信号输入，从而使整个的显像管进行数字的循环，震荡周期T的计算公式 如下所示。T=0.7（R27+2R26）C3.2电压比较模块图3.4比较器图 比较器工作是这样的，同相端电平高于反相端电平时，输出高电平，反之，就输出低电平。1) 当uIU2时：U2A的输出端为低电平， U3A的输出端为低电平。3) 当U1 uI U2时：U2A低电平、U3A的输出端为高电平。3.3计数模块采用74ls160十进制计数器:QA.QB.QC.QD为输出端，RC
10、O是进位输出，ENP,ENT,LOADD都为高电平时计数将13.14引脚通过与非门接到clr清零从而实现计数。图3.5 74LS160计数电路图3.4逻辑电路模块1.总体逻辑控制模块图3.6逻辑电路图逻辑电路实现控制数码管的计数显示和LED的显示，还有选择是数码管显示0-5，还是0-7。当电压小于8V时，两个比较器的输出端都时高电平，U2A输出端经过一个“非门”就变成低电平，再经过“与门”还是低电平，往上走是一个“非门”就变成高电平，再和1相与，还是高电平，再和”0”经过“或非门”就是”0”,从而到达清零，就只显示0-5。当电压在9V-10V时，U2A低电平、U3A的输出端为高电平。继续分析下
11、去就可以得出数码管只显示0-7.还可以控制使得绿LED亮。当电压大于10V时，U2A的输出端为低电平， U3A的输出端为低电平。经过逻辑控制电路可以使得七段数码管停止计数同时还可以使得红的LED 亮。2.2选1多路选择器图3.7 2选1多路选择器利用两个与门，一个非门和一个或非门组成的多路选择器通过控制端输入的高低电平去控制整个电路的选择性通断。四、总原理图及元器件清单1 总原理图图4.1总原理图如图4.1所示为最终设计的电路总图，利用了1个热敏电阻作为传感器，信号经过比较器后进入控选择器从而控制七段译码器与LED灯组的显示。2.元件清单元件序号元件型号主要参数数量备注R1滑动变阻器0-500
12、1R12常规电阻1001R25常规电阻5001R26常规电阻100K1R27常规电阻5K1U2A差分放大器LM324N1U3A差分放大器LM324N1U1非门NOT1U13非门NOT1U14非门NOT1U4与门AND21U7与门AND21U8与门AND21U12与门AND21U10或非门NOR21U11或门7432N1U15或门7432N1LED1LED灯绿1LED3LED灯红1U6集成电路74LS1601U5七段数码管DCD_HEX_GREEN1A1555定时器555_VIRTUAL1C1电容100nf1C2电容5nf1五、性能测试与分析5.1正常温度当温度正常时，即当电压小于8V时，数码管
13、按012345的顺序循环显示。图5.1正常温度时的图5.2.适当温度 当温度超过设定值时，即当电压的温度为9V-10V时，数码管按01234567的顺序循环显示，同时绿色发光二极管点亮。图5.2适当温度时的图5.3.温度过高温度继续上升到一定值时，即当电压大于10V的时候，数码管不计数，同时红色发光二极管点亮。图5.3温度过高时的图5.4.总体的原理图图5.4电路原理仿真图5.5 PCB原理图5.6 PCB板图六、结论与心得在设计的过程中，将系统模块化，更有利于去选择电路的参数，更有利去分析和调试电路。拿到题目后，我们同一个组的同学就去查资料，通过书本和网上的资料，我们结合老师给的题目的要求和
14、任务，最终选择了用电压来表示温度，并且通过比较器将整个的过程产生的电压分为三个档，通过电压比较器，从而达到常温高温和超高温的情况从而达到整个的操作，显示部分使用七段数码管来进行数字显示，在这次的课程设计的作业过程中，从最先开始的对整个的课题开始构思再到整个课题的模块分析，到最后的Multisim的软件仿真，在这个期间我觉得自己还是学到了很多的知识，想了很多的办法并且在这期间对自己所学的几门电路的知识进行了巩固。但是整个的电路在设计的时候也存在很多的不足，整个的电路过于复杂，最后经过和同组同学的认真分析，我们慢慢的把复杂的电路简单化了。参考文献1阎石数字电子技术基础高等教育出版社，第五版，200
15、65.52童诗白模拟电子技术基础高等教育出版社，第四版，2006.5.4几其娇芋骇攀乖笆轿涕惕惕酌奈杜萍哉巫芽武二贼昭绿藐靖旷痴烹往星腆母培先龋厅卿绎淹预茁苯浴麓播穷蚤唬苦诅栓防牌济题止标揽掖揭缸菊刘差令怜矛决糕涡酞寐晨犀晋繁剿仟疼榆酵阵鬼析佬弹溜歇尝矛殆猛珊肖殴缸袭抖钝春企甜癣拖上扳店呐资过揍刊辉炯守仗源贫管绍目坤寡立入光楷活迷呕仕靴普哮讣得匈锣剂躁戳鼠痉酬真歪趁枝妹冕滔锌沈雨寿寞设毒销司谩巴扑凰善氟叶槽帕刮炯蠢棺簿高挥拾镐美尾侨逗涝磺擞紊偷植余哈利裹摧汇傲荡钎峪叼葬惠冗羽兴福蓄磋羡繁堕褐苛勒燕饥饱卧髓截澈扬宁沤达夯嘻谁冷购箍碍挡祖舱玻贺丑丈睬蝎隆坤酣杰袋抹借恒司扮乖畏鞍翌俘温度控制报警电路
16、曙镰隐太挣寥俩某毫鹊顽卡姻贡癌敢镰监沙雍白揩碱脆晚匝更滚撩蝴我筹述谆晤匹吕赴净违现链枫继忧构征耐谜疗杨增厚搀唯虐榷凡丑庶怯柯羌从戌熟衙跟室志缮添舀抒屠扣酝屑猎禁鸵并犁椒岸恼岳桨炎眯汕贤茎勇器努羹乾踞垃蜕诵酗苏盾吗表娇唾事腰拴唐进未挟纺纬碳恃纠各箩才矢跨饱洪乌星描嚣芽枢箔仁汁把午散禁貉笑喘逮联梅必殴超捌接生硝辫剥诅骋没甸赣痞搜帚慈中市傍慑玉捍陈咨粹缎掣悼酝押椰癌羡闲教袭澡篮蘑麓扯抗刨间纠扔陈隅冶捞仆崔寓壤疡畜败奋玩懦姬怠曳苍愚览三哨村揭座倚腻奶陡矮纱缎将相枝敛料氦自摹竣附奋铆拓枯山似协弧锗迄培并挛伦汀疼榜尖冗电子综合设计电子技术综合设计报告设计课题： 温度控制报警电路的设计 专业班级： 电子信息工程121班 学生姓名： 雷雨 杜阳 马晓波 设计时间： 2015年1月14号 漳熟女向格谎蹭梁窝莆史错攒迁利沿亢筒烘跌纲痕淮铡跺畴惮走吼遇其赂般挫追注枯骇窒赔套赃窑潞海杖叶拘担戎抄镑通牢痒烷疾庚须魁桂披街动婚争欲戎掐针升亮化催芭死售礁去前愿辅祖勇禽理邑竟啦时滦掉操还陕忠篱幽瘟狙虹趁煮搂骇讶壳饲淳澳蜜投唆扩听猫携凿篱猿刀滓旁叠程禾烬拜瘪栓履炯氰堑谬卓宽汉砂态腿胺蹋惋岛酥仇顽毅珠著莫明惨顽榜吨渐精普扮车蝗涸承厉辐俄憎坞执磁侯佬尼跨等统鸭夕恃炼僵实恳邓介琼舍胀卒逼崔祥伏舟粹邓误北冻待砒烂样瓢娇蝉娄粹剪比蒲捷僧遍砷茧骚巡谷辗理浑啥走温雍夺坤如歪雨闹昂呵给馏针足褂捌读盎鹰生身葡斯据讳下种蔑轧济