模电课程设计设计报告--温度检测上下限报警电路.doc
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电子信息与工程专业
模拟电子技术课程设计
设计报告
2011年7月
苏州科技大学电子与信息工程学院
模拟电子技术
课程设计报告
课设名称温度检测上下限报警电路
学生姓名学号
班级
同组姓名
指导教师叶晓燕
2011年7月
苏州科技大学电子与信息工程学院
模拟电子技术
课程设计报告
1．设计课题：
温度检测上下限报警电路
2．课程设计目的：
（1）巩固所学的相关理论知识；
（2）实践所掌握的电子制作技能；
（3）会运用multisim工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计
（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则
（5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象（或数据）独立解决调试中所发生的问题
（6）学会撰写课程设计报告
（7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风.
（8）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力
3．系统知识介绍
本设计的工作原理主要分为温度电压转换、信号调理及报警几部分。
本实验由于在仿真时，没有温敏电阻的实际模型，所以用滑动变阻器直接代替温敏电阻的功能进行试验。
本设计采用放大电路，将代替温敏电阻的滑动变阻器传送过来的电压进行放大，以便于观察。
双限报警部分是采用窗口比较器实现的，设定15℃和30℃对应的电压值为上下限阈值，输入电压与上下限值进行比较，若在这个范围之内，说明室温处于正常状态不警报，若温度低于15℃，则绿灯亮；若温度高于30℃，则红灯亮。
4．电路方案与系统、参数设计；
（1）电路系统设计：
§1温度电压信号采集
首先，通过代替温敏电阻的滑动变阻器，模仿温度变化温敏电阻阻值的变化，温度升高，温敏电阻的阻值减小，也就是滑动变阻器的阻值减小，温度降低，温敏电阻的阻值增大，对应于滑动变阻器的阻值增大。
§2信号调理
为了防止所传送的电压值达不到发光二极管的阈值电压，在电压信号传送的始端，加上一个信号放大电路，放大系数，电压跟随器的使用，使输出电压稳定，提高带负载的能力。
§3双限报警电路
双限报警部分采用窗口比较器实现，双限报警电路图如图。
设定15℃和30℃对应的电压值为上下限阈值，输入电压与上下限值进行比较。
若在这个范围之内，说明室温处于正常状态不警报；若高于30℃对应的电压值，则红灯亮报警；若低于15℃对应的电压值，则绿灯亮报警。
如下图右边电路所示，是对比较以后的信号进行报警的电路，反应温度的情况，图中所示是温度低于设定值的结果。
其中，如下面作图所示是对温敏电阻传送过来的信号进行比较的电路，上面部分为低温比较，下面部分为高温比较
（2）电路功能框图：
温度电压信号采集电路
信号调理电路
双限报警电路
Tx
（3）元器件与参数设计：
在控制温度上下限的产生信号电路部分，选用+5V电源、两个1电阻，两个5滑动变阻器组成。
信号放大电路由OPAMP_3T_BASIC运算放大器、5.1固定电阻及1固定电阻组成。
电压比较电路部分主要由LM358M组成，当正向电压高于反向的电压时，则输出高电平，否则输出低电平。
基于它原理简单适合本设计，故采用它作为窗口比较器的主要器件。
LM358M的简单性能介绍，运放类型：
低功率；运放数目：
2；带宽：
1MHz；针脚数：
8
工作范围：
0℃-70℃；额定电源电压：
+5V；输入偏移电压：
最大7mV
（4）电路图与器材清单表
器材清单
器材名称
数量
器材名称
数量
1固定电阻
8
导线
若干
5.1固定电阻
3
OPAMP_3T_BASIC运算放大器
3
5滑动变阻器
3
LM358M运放
2
1ZB8.2稳压二极管
4
+5V直流电源
1
（5）电路仿真：
multisim仿真软件界面：
实验效果：
低温报警高温报警
高温检测信号输出波形低温检测信号输出波形
温敏电阻产生的电压信号波形低温控制信号阈值电压波形
高温控制信号阈值电压波形
电路仿真图：
实际效果：
通过电路的设计仿真，实现了对温度上下限的报警功能。
5．设计总结
（1）课题选择的情况总结；
在设计的过程中我们用了自己的理论知识去分析和计算电路图，虽然将所学的知识运用到现实当中去了，但是我们从这次课设中总结的结论是，理论永远是理论知识，而实际往往和理论的有些偏差，因为我们不可能把实际当中的任何情况都能考虑进去，只有通过不断地去调试，理论与实际结合才能把系统顺利完成。
（2）知识与技能应用情况；
这次的综合课程设计里我们学到了很多，也温故了许多以前学习过的软件应用知识，如Multisim、Protel等，使得我对这些操作软件更加熟悉，应用更加熟练，这对我今后的应用很有帮助。
在完成课程设计的过程中，我们查阅了许多关于课程设计题目的资料，这些新知识对我们日后的学习会有所帮助。
我们对电路和低频这两本书有了更深层次的认识，掌握了如何运用书本的知识去做一个较简单的系统，最终，通过大家努力把温度检测报警系统设计出来了。
（3）进度与时间:
2011年6月20日~2011年6月28日；
（4）建议和改进；
首先，本电路所用的元器件以及整体构思都比较一般，并没有什么先进性。
其次，元器件的精确度也不是很高，比如用LM358M放大器，其精确度也是有限的。
再有，自己所设计的放大部分的参数选取不够完美，问题考虑不周，并不是所有温度都能超限报警。
然后，由于所学知识和能力有限，设计的电路还有不完善之处，许多地方仍然需要改进，从而减小误差，增加其实用性。
这个可以当我们所学知识更加充分时去完善它。
6．主要参考文献
[1]康华光，《电子技术基础-模拟部分》，北京，高等教育出版社，第五版
[2]阎石，《数字电子技术基础》，北京，高等教育出版社，第五版
[3]朱彩莲，Multisim电子电路仿真教程[M]，西安，西安电子科技大学出版社,2007年
[4]王建新,姜萍，电子线路实践教程[M]，北京，科学出版社,2005年
[5]高吉祥，电子技术基础实验与课程设计[M]，北京：
电子工业出版社，2005年
第11页，共11页
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