溫度超限報(bào)警電路的設(shè)計(jì)與仿真課程設(shè)計(jì)

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1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)溫度超限報(bào)警電路的設(shè)計(jì)與仿真系部名稱：電氣工程系專業(yè)名稱：電氣工程及其自動化學(xué)生姓名：季莫申完成日期：2015年12月16日石家莊鐵道大學(xué)26課程設(shè)計(jì)評定表姓名季莫申學(xué)號存檔號系別電氣工程系專業(yè)電氣工程及其自動化班級課程設(shè)計(jì)題目溫度超限報(bào)警電路的設(shè)計(jì)與仿真指導(dǎo)教師評語：簽名：年月日1．課程設(shè)計(jì)成績：指導(dǎo)教師簽名：年月日2．答辯成績：答辯小組組長簽名：年月日3．綜合成績：備注：1.“課程設(shè)計(jì)成績”一項(xiàng)由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程的表現(xiàn)及課程設(shè)計(jì)說明書評定，滿分100分。2.“答辯成績”一項(xiàng)由

2、指導(dǎo)老師根據(jù)答辯情況評定，滿分100分。3.“綜合成績”=“課程設(shè)計(jì)成績”*80%+“答辯成績”*20%。26摘要本次課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的溫度超限報(bào)警電路，由主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，加法調(diào)整部分，譯碼顯示部分與判別報(bào)警部分組成，主要實(shí)現(xiàn)在限定溫度范圍內(nèi)，對高于上限溫度和低于下限溫度兩種不正常情況進(jìn)行聲光報(bào)警，當(dāng)?shù)陀谙孪逌囟葧r(shí)，藍(lán)燈亮，并有蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)高于上限溫度時(shí)，紅燈亮，并有蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)處于兩者之間，即正常溫度條件下，綠燈亮起表示情況正常。在譯碼顯示部分中，由于隨著輸入二進(jìn)制的變化超過一定范圍時(shí)，所需加法調(diào)整的

3、數(shù)值會起變化，故在解決由于輸入范圍過大引起的亂碼現(xiàn)象時(shí)，有兩種解決思路，一種是控制輸出范圍，一種是擴(kuò)大譯碼范圍。在下面的文章中會有更為詳細(xì)地?cái)⑹觥ｊP(guān)鍵詞：AD轉(zhuǎn)換器、加法器、譯碼器、比較器、七段數(shù)碼顯像管。26目錄第一章、設(shè)計(jì)任務(wù)及目的51、設(shè)計(jì)目的52、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)5第二章、電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖6第三章、單元電路的設(shè)計(jì)71.主要設(shè)計(jì)內(nèi)容72.溫度采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分8溫度采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分所用芯片說明：83.加法調(diào)整及譯碼顯示部分11加法調(diào)整及譯碼顯示部分使用芯片說明：11控制AD輸出方案下的譯碼顯

4、示：12擴(kuò)大譯碼范圍下的譯碼顯示：14４.溫度比較及聲光報(bào)警部分16溫度比較及聲光報(bào)警部分所用芯片說明：16５.總體電路連接圖20第四章、仿真電路效果圖21第五章、元件清單表24第六章．總結(jié)25第七章、參考文獻(xiàn)2626第一章、設(shè)計(jì)任務(wù)及目的一、設(shè)計(jì)目的該次課程設(shè)計(jì)是為了培養(yǎng)運(yùn)用有關(guān)的課程的基礎(chǔ)理論知識和技能解決實(shí)際問題的能力，從而提高本專業(yè)必要的基本技能、方法和創(chuàng)新能力，分調(diào)動學(xué)生的動手能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時(shí)能夠結(jié)合實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)制作?！　　　《?、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)本次設(shè)計(jì)的題目為溫度超限報(bào)警器的設(shè)計(jì)

5、，顧名思義就是運(yùn)用溫度傳感器的溫度特性從而達(dá)到在一定溫度時(shí)的報(bào)警作用。其主要技術(shù)要求如下：１.利用溫度傳感器（用電位器）測量某環(huán)境的溫度２.利用A/D轉(zhuǎn)換將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。３.利用比較器和預(yù)置的溫度比較判斷是否超限。４.正常工作范圍為32—37，低于下限低溫報(bào)警，高于上限高溫報(bào)警。５.采用蜂鳴器與發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。26第二章、電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖溫度超限報(bào)警原理框圖顯示電路AD轉(zhuǎn)換溫度模擬報(bào)警電路比較電路圖1利用熱敏電阻器（由電位器模擬）的溫度傳感特性，通過其電阻隨溫度變化而變化，從而在電路中產(chǎn)

6、生電壓變化，使其從溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，讓電壓與預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，再通過比較的結(jié)果情況，產(chǎn)生的電信號控制三極管產(chǎn)生開關(guān)效應(yīng)控制報(bào)警器報(bào)警或不報(bào)警。26第三章、單元電路的設(shè)計(jì)1.主要設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）溫度采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分。（2）加法調(diào)整及譯碼顯示部分。（3）溫度比較與聲光報(bào)警部分。262.溫度采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分溫度采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換部分所用芯片說明：圖2在Multisim，使用該通用芯片模擬所有的AD轉(zhuǎn)換器，該芯片的Vin引腳是模擬信號輸入端；Vref+是滿量程上限電壓輸入端，Vref-是滿量程下限電壓輸入端，二者的

7、差值是滿量程輸入電壓；SOC引腳是開始轉(zhuǎn)換信號的輸入端，輸入交流電的頻率決定了AD轉(zhuǎn)換的速率；右端D0至D7為數(shù)字信號輸出端；EOC為終止信號輸出端，由于是低有效，將其接高即可，不影響仿真結(jié)果。26圖374LS283D的左端A1至A4，B1至B4是所相加的兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)輸入端，右端的SUM1至SUM4是相加結(jié)果輸出端；C0是進(jìn)位信號輸出端，C4是進(jìn)位信號輸入端，這兩端在級聯(lián)時(shí)有重要作用。使用Multisim中的通用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，具體電路連接及參數(shù)設(shè)置如圖所示：26圖4263.加法調(diào)整及譯碼顯示部

8、分加法調(diào)整及譯碼顯示部分使用芯片說明：圖574LS48N的左端的ABCD四引腳為輸入信號輸入端；BI/RBO引腳是消隱功能端，無論其他引腳是什么輸入信號，七段輸出全部為零，該端主要用于多顯示器的動態(tài)顯示；LT為燈測試功能輸入端，當(dāng)此端有效且消隱功能端無效時(shí)，無論其他端輸入是什么信號，輸出的都是高位信號，即全1，該端的主要功能是測試有無損壞的顯像管；RBI為動態(tài)滅零輸入段，當(dāng)消隱功能端有效，燈測試輸入