溫度控制報警電路設計

1、電子綜合設計電子綜合開發(fā)實踐報告設計課題：溫度控制報警電路設計專業(yè)班級：電信11級2班學生學號：學生姓名：設計時間：2014年1月信息科學與技術學院2014年1月溫度控制報警電路設計1.設計任務與要求溫度正常時,數(shù)碼管按0.1.2.3.4.5.順序顯示溫度不正常時，數(shù)碼管按0.1.2.3.4.5.6.7循環(huán)顯示同時綠色發(fā)光二級管點亮。溫度繼續(xù)上升到一定值時，數(shù)碼管不顯示，同時紅色發(fā)光二極管點亮，數(shù)碼管不顯示要求計數(shù)電路的脈沖用555定時器與RC組成的多諧振蕩器構成，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）以上表示溫度過高。2.方案設計與論證要求中

2、用電壓表示溫度，可以用雙限電壓比價器（窗口比較器）來對輸入電壓進行比較，產(chǎn)生高低電平的變化來控制發(fā)光二極管點亮與數(shù)碼管的顯示，計數(shù)電路的脈沖用555定時器與RC組成的多諧振蕩器構成。電壓的不同輸出不同的電平555構成多諧振蕩器產(chǎn)生時鐘脈沖74ls160十進制計時器數(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計與與數(shù)值計算3.1電壓比較模塊窗口比較器”又叫“雙限比較器”，是指在輸入信號的上升沿和下降沿翻轉電壓不同的比較器，兩個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，輸出高電平，反之，就輸出低電平； 由于開環(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，即是集電極開路輸出的，所以輸出端需要接個上拉電阻才能正常工作。1j當uI<UB時：A1的輸出端為低電平；A2的輸出端為高電平，則二極管D2導通，D1截止，輸出電壓uO為高電平。2k當uI>UA時：A1的輸出端為高電平， A2的輸出端為低電平，則二極管D1導通，D2截止，輸出電壓uO也是高電平。3l當UB < uI <UA時； A1 、A2的輸出端均為低電平， 兩個二極管均截止，輸出電壓uO為低電平。圖3.23.2時鐘脈沖產(chǎn)生模塊時鐘脈沖產(chǎn)生由555定時器與RC組成的多諧振蕩器構成3.2.1電路組成：多諧振蕩器

4、電路圖3.3用555定時器構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作為振蕩器的定時元件，決定著輸出矩形波正、負脈沖的寬度。定時器的觸發(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來不及充電，Vc=0v，所以555定時器狀態(tài)為1，輸出Vo為高電平。同時，集電極輸出端（7腳）對地斷開，電源Vcc對電容C充電，電路進入暫穩(wěn)態(tài)I，此后，電路周而復始

5、地產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。多諧振蕩器兩個暫穩(wěn)態(tài)的維持時間取決于RC充、放電回路的參數(shù)。暫穩(wěn)態(tài)的維持時間，即輸出Vo的正向脈沖寬度T10.7(R1+R2)C；暫穩(wěn)態(tài)的維持時間，即輸出Vo的負向脈沖寬度T20.7R2C。555定時器組成多諧振蕩器，多諧振蕩器產(chǎn)生OUT的信號頻率。電阻、電容參數(shù)值計算如下：  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?；瑒幼冏杵骺梢哉{節(jié)振蕩周期多諧振蕩器實際電路圖3.53.3計數(shù)模塊采用74ls160十進制計數(shù)器QA.QB.QC.QD為輸出端，RCO是進位輸出，ENP,EN

6、T,LOADD都為高電平時計數(shù)將13.14引腳通過與非門接到clr清零從而實現(xiàn)0-5的顯示74ls160計數(shù)實際電路圖圖3.64 總原理圖及元件清單4.1總原理圖總原理圖4.14.2原件清單原件序號型號主要參數(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 性能測試與分析1.當輸入電壓低于5V時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當輸入電壓在5V到10V之間時Uo輸出高電平，其他時刻輸出低電平。綠色發(fā)光二極管點亮，數(shù)碼管顯示1-9.UO的輸出隨輸入電壓變化仿真圖5.23當輸入電壓大于10V時U3A輸出低電平，同時紅色發(fā)光二極管點亮。其他時刻輸出高電平。U3A的輸出隨輸入電壓變化仿真圖5.36 結論與心得在設計的過程中，將系統(tǒng)模塊化，更有利于去選擇電路的參數(shù)，更有利去分析和調試電路。在設計的過程中我用了自己的理論知識去分析和計算電路圖，雖然將所學的知識運用到現(xiàn)實當中去了，但是我從這次課設中總結的結論是，理論永遠是理論知識，而實際往往和理論的有些偏差，因為我們不可能把實際當中的任何情況都能考慮進去，只有通過不斷地去調試，理論與實際結合才能把系統(tǒng)順利完成。參考文獻1閻石數(shù)字電子技術基礎