运放A1、A2只要有一个输出高电平,晶体管BG1就会导通,发光二极管LED就会点亮。
若选择U1>U2,则当输入电压Ui越出[U2,U1]区间范围时,LED点亮,这便是一个电压双限指示器。
若选择U2>U1,则当输入电压在[U2,U1]区间范围时,LED点亮,这是一个“窗口”电压指示器。
此电路与温度传感器配合使用控制空调的制冷电机。
,
图1-3空调电压比较器
1.4A/D转换和显示电路
电流转换成电压,由于此信号为模拟信号,因此,要进行数码显示,还需将此信号转换成数字信号。
本设计采用MCI4511BCD码锁存/七段译码/驱动器。
驱动共阴极LED数码管。
图1-4为MCI4511引脚排列管。
图1-4MCI4511引脚排列
其中,A、B、C、D—BCD码输入端;a、b、c、d、e、f、g—译码输出端,输出“1”有效,用来驱动共阴极LED数码管;
—测试输入端,
=“0”时,译码输出全为“1”;
—消隐输入端,
=“0”时,译码输出全为“0”;
LE—锁定端,LE=“1”时译码器处于锁定(保持)状态,译码输出将一直保持在LE=0时的数值,而此时LE=0为正常译码。
表1-1MCI4511功能表
输入
输出
LE
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
显示字形
×
×
0
×
×
×
×
1
1
1
1
1
1
1
×
0
1
×
×
×
×
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0
0
0
0
0
0
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1
0
0
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0
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1
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0
0
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1
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1
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1
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0
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0
0
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1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
1
1
1
×
×
×
×
锁存
锁存
表1-1为MCI4511功能表。
MCI4511内接有上拉电阻,故只需在输出端与数码管笔端之间串入限流电阻即可工作。
译码器还有拒伪码功能,当输入码超过1001时,输出全为“0”,数码管熄灭。
当对此电路进行操作时,只要接通+5V电源和将十进制数的BCD码接至译码器的相应输入端A、B、C、D即可显示0~9的数字。
四位数码管可接受四组BCD码输入。
采用MC14433的转换电路如图1-5所示。
此电路的作用是通过A/D转换器MC14433将模拟信号转换成数字信号,以控制显示电路。
其中MC14511为译码/锁存/驱动电路,它的输入为BCD码,输出为七段译码。
LED数码显示由MC14433的位选信号DS1~DS4通过达林顿阵列MC1413来驱动,并由MC14433的DS1、Q2端来控制“+”、“-”温度的显示。
当DS1=1,Q2=1时,显示为正;Q2=0时,显示为负。
图1-5A/D转换和数码显示电路框图
2.设计思路和方案
2.1设计基本原理
空调温度控制器的实际工作温度由温度传感来测量,然后将测得的温度和输入设定温度值相比较,如果达到阈值电压,比较器将驱动执行单元,使空调机运转制冷开始,当工作温度低于输入设定温度时,空调机运转制热。
采用MC14433转换电路的作用是通过A/D转换器MC14433将模拟信号转换成数字信号,以控制显示电路。
其中MC14511为译码/锁存/驱动电路,该电路组成的温控器,它具有线路结构简单、无机械触点、温控范围宽、安装及使用方便于工作、控温效果理想等优点。
2.2设计框图
图2-1空调温控器设计框图
3.空调温度控制器电路图
图3-1温控器原理图
结论
温度控制器的种类很多,根据现场使用条件,选择恰当的传感器类型才能保证控制的准确可靠,并同时达到增加使用寿命和降低成本的目的。
本空调温度控制器的主要元件是LM324,其感温电路和电压比较器电路都采用LM324作为主要元件。
空调温控电路的感温探头采用一只硅三极管3DG6,把它接成二极管形式。
然后将测得的温度和输入设定温度值相比较,如果达到阈值电压,比较器将驱动执行单元,使空调机运转制冷开始,当工作温度低于输入设定温度时,空调机运转制热。
达到保持室温恒定的目的。
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参考文献
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[6]周亦武(等).运算放大器电路实践青少年电子入门快车[M].福建:
科学技术出版社,1998
该电路虽简单,确可以达到控制效果。
电路见图示。
工作原理如下:
ST是WTQ-288型电接点压力式温度计,当恒温箱内的温度降低到下限时,ST的指针与下限接点接触,双向可控硅通过R被强制触发导通,接通加热器RL的电源,于是恒温箱内温度上升。
ST的指针转动,与下限触点脱离。
这时虽然触发回路已断开,但由于电容C的移相作用,当电源电压过零时,电容电流却不为零,这样,当电源反相后,仍能为双向可控硅提供触发电流而使可控硅导通。
当恒温箱内的温度上升到上限温度值时,ST电接点温度计的指针与上限接点接触,双向可控硅失去触发电流,在电源电压过零时关断。
这时恒温箱温度开始下降,当温度下降到下限值时,双向可控硅又被触发导通,接通加热器RL的电源,使恒温箱内温度上升,如此循环达到恒温的目的。
可控硅的功率可根据负载大小选取,功率加大时,应适当加大电容C的容量,以保证足够的触发电流。
课程设计体会
在大二的期末我们做了模拟电子课程设计,我们设计的是数字式简易温度控制器,这是一次很重要的实践活动,在设计过程中不仅锻炼了我们积极思考的好习惯,而且培养了我们一丝不苟的作风,严谨求实的态度,踏踏实实的精神。
本学期学习了《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》这二门课程,通过完成这门课的课程设计,使我对以往的一些知识有了更深入的理解。
因为在此之前,我们都是在课堂上被动的听老师讲课,生硬的抄写笔记,很少主动去思考,去发现问题。
而这次课程设计为我们提供了亲自实践的机会,让我们自己去独立思考,提出问题,并且解决问题。
为了让自己的设计能够很完善,我们在设计过程中需要认真的翻阅大量的书籍,去网上搜寻资料,其与自己的想法正确的集合,形成自己的理论。
这既要求我们要有一个认真的态度来对待,又锻炼了我们求真务实的精神。
而且在设计过程中,还需要掌握一些必要的办公软件和画图软件,这对我们提高个人能力又很大的帮助。
自己认真的对待这次课程设计,会使我们受益匪浅。