溫度控制報(bào)警電路

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1、電子綜合設(shè)計(jì)電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：溫度控制報(bào)警電路的設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：電子信息工程121班學(xué)生姓名：雷雨杜陽馬曉波設(shè)計(jì)時(shí)間：2015年1月14號(hào)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2015年1月電子綜合設(shè)計(jì)目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2二、方案設(shè)計(jì)與論證3三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算43.1時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生模塊43.2電壓比較模塊63.3計(jì)數(shù)模塊73.4邏輯電路模塊8四、總原理圖及元器件清單10五、性能測(cè)試與分析125.1正常溫度125.2.適當(dāng)溫度135.3.溫度過高145.4.總體的原理圖145.5PCB原理圖155.6PCB板圖15六、結(jié)論與心得16

2、參考文獻(xiàn)1717電子綜合設(shè)計(jì)溫度控制報(bào)警電路的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1)溫度正常時(shí)，數(shù)碼管按0、1、2、3、4、5順序顯示。2)溫度不正常時(shí)，數(shù)碼管按0、1、2、3、4、5、6、7的順序循環(huán)顯示，同時(shí)綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮。3)溫度繼續(xù)上升到一定值時(shí)，數(shù)碼管不計(jì)數(shù)，同時(shí)紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮。4)要求計(jì)數(shù)電路的脈沖由555定時(shí)器和RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成，其中溫度用電壓模擬表示，8V以下表示溫度正常，9-10V表示溫度不正常，10V以上表示溫度過高。17電子綜合設(shè)計(jì)二、方案設(shè)計(jì)與論證要求中用電壓表示溫度，可以用雙限電壓比價(jià)器（窗口比較器）

3、來對(duì)輸入電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生高低電平的變化來控制發(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。圖2.1溫度控制報(bào)警電路的工作原理圖原理圖包括振蕩電路、計(jì)數(shù)電路、譯碼顯示電路和溫度控制電路。其中，溫度控制電路是本電路的核心。振蕩電路給計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖。當(dāng)溫度正常時(shí)，溫度控制電路給計(jì)數(shù)電路提供一個(gè)信號(hào)，使其按設(shè)定的要求計(jì)數(shù)，并通過有明顯在數(shù)碼管上顯示。當(dāng)溫度超過設(shè)定值時(shí)，溫度控制電路給計(jì)數(shù)電路提供信號(hào)，使其按要求進(jìn)行報(bào)警狀態(tài)下的計(jì)數(shù)，并同時(shí)點(diǎn)亮綠色發(fā)光二極管報(bào)警。當(dāng)溫度繼續(xù)上升，溫度控制電

4、路給譯碼電路提供信號(hào)，使其停止工作，數(shù)碼管不計(jì)數(shù)，并點(diǎn)亮紅色發(fā)光二極管報(bào)警。溫度的改變使溫度控制電路提供3個(gè)不同的控制信號(hào)，最終提供計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路顯示出來。方案一、利用兩個(gè)量程不同的熱敏電阻達(dá)到一個(gè)電壓接力的作用，從而達(dá)到把電壓分為三個(gè)擋的目的從未控制LED燈組和七段數(shù)碼管進(jìn)行工作。方案二、用電壓來表示溫度，并且通過比較器將整個(gè)的過程產(chǎn)生的電壓分為三個(gè)檔，通過電壓比較器，從而達(dá)到常溫高溫和超高溫的情況從而達(dá)到整個(gè)的操作，顯示部分使用七段數(shù)碼管來進(jìn)行數(shù)字顯示。我選的是第二個(gè)方案。17電子綜合設(shè)計(jì)三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算3.1時(shí)

5、鐘脈沖產(chǎn)生模塊（1）電路組成多諧振蕩器電路圖3.1用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖3.1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。（2）工作原理：　　　　　圖3.2多諧振蕩器的工作波形17電子綜合設(shè)計(jì)多諧振蕩器的工作波形如圖3.2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(shí)器狀

6、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_，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)Ⅰ的維持時(shí)間，即輸出Vo的正向脈沖寬度T1≈0.7(R1+R2)C；暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ的維持時(shí)間，即輸出Vo的負(fù)向脈沖寬度T2≈0.7R2C。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

7、率f=1/T。圖3.3多諧振蕩器電路利用的是555定時(shí)器產(chǎn)生脈沖對(duì)顯像管進(jìn)行信號(hào)輸入，從而使整個(gè)的顯像管進(jìn)行數(shù)字的循環(huán)，震蕩周期T的計(jì)算公式如下所示。T=0.7（R27+2R26）C17電子綜合設(shè)計(jì)3.2電壓比較模塊圖3.4比較器圖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。1)當(dāng)uIU2時(shí)：U2A的輸出端為低電平，U3A的輸出端為低電平。3)當(dāng)U1

8、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,ENT,LOADD都為高電平時(shí)計(jì)數(shù)將13.14引腳通過與非門接到clr清零從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。圖3.574LS160計(jì)數(shù)電路圖17電子綜合設(shè)計(jì)3.4邏輯電路模