電子技術綜合訓練
設計報告
題目： 簡易溫度控制器製作
姓名： 謝富臣
學號： 08220404
班級： 控制工程2班
學院： 電信學院
日期： 2010.07.16
摘要我們本次課程設計的主題是做乙個簡易溫度控制器。具體方法是採用熱敏電阻作為溫度感測器，將溫度模擬量轉化為數字量，再利用比較運算放大器與設定溫度值進行比較，輸出高或低電平至電路控制項從而對控制物件進行控制。整個電路分為四個部分：
測溫電路，比較電路，報警電路，控制電路。其中後三者為技術重點。
目錄第一部分：任務要求………………………4
第二部分：概述5
第三部分：技術要求及方案………………6
第四部分：工作原理………………………7
第五部分：單元電路………………………8
第六部分：參考文獻………………………10
第七部分：總結及體會……………………11
第八部分：附錄12
一：任務要求
2010 年春季學期
二：概述
設計並製作乙個溫度監控系統，用溫度感測器檢測容器內水的溫度，以檢測到的溫度訊號控制加熱器的開關，將水溫控制在一定的範圍之內。具體要求如下：
1、當水溫小於50℃時，h1、h2兩個加熱器同時開啟，將容器內的水加熱，；
2、當水溫大於50℃，但小於60℃時，h1加熱器開啟，h2加熱器關閉；
3、當水溫大於60℃時，h1、h2兩個加熱器同時關閉；
4、當水溫小於40℃，或者大於70℃時，用紅色發光二極體發出報警訊號；
5、當水溫在40℃～70℃之間時，用綠色發光二極體指示水溫正常；
6、電源：220v/50hz的工頻交流電供電。
（注：直流電源部分僅完成設計即可，不需製作，用實驗室穩壓電源除錯）
按照以上技術完成要求設計出電路，繪製電路圖，對設計的電路用multisim或orcad/pspicead9.2進行必要的**，**通過後購買元器件，用萬用板焊接電路，然後對製作的電路完成除錯，撰寫設計報告，通過答辯。設計電路時，應考慮方便除錯。
三：技術要求及方案
主要技術要求為將得到的數字溫度訊號轉化為控制訊號，對報警電路和控制電路進行控制。任務要求有四個溫度控制點（分別存在各個器件的控制）.如下（h1.h2均為加熱器）：
通過查閱資料，可採用555整合邏輯電路、比較運算放大器和555整合邏輯電路的組合電路、純比較運算放大器電路、微控制器。
對555整合邏輯電路而言，可控制兩個溫度點，輸出乙個電平控制訊號。並且555電壓傳輸特性為施密特傳輸特性，其對溫度控制有延時性，不宜採納。
對組合電路而言，乙個組合只能完成乙個溫度控制點的控制，成本較高並且非常不實用。
對於微控制器而言，由於現階段專業知識有限，微控制器還不能完全掌握，並且其成本較組合電路更高。
綜合考慮成本、焊接難度和任務要求後選用了純比較運算放大器電路.其有以下優點：輸入輸出規則、元件體積小、管腳少焊接簡單、**低廉。
四：工作原理
原理方框圖如下：
原理如下：
通過測溫部分對水溫進行測量的測量值與給定值在比較部分進行比較，利用比較過後的輸出值對加熱部分進行控制，從而實現對水溫的控制。
五：單元電路
a、 測溫電路：乙個1kω的熱敏電阻及控壓電阻組成。水溫改變熱敏電阻的電阻值，從而改變r12電阻下端點電壓.實現模擬訊號向數碼訊號的轉變.
b、 比較電路：主要由4個比較運算放大器、1kω的可控電阻及控壓電阻組成。通過運放對測溫部分的輸出電壓和設定電壓的比較所輸出的電平來控制報警電路和控制電路。
vcc與地間串聯的電阻為溫度設定電阻。通過從中取得電壓獲得溫度比較點。
c、 報警電路：由乙個與門、紅綠led和限流電阻組成。由比較部分輸出的電平在與門進行邏輯運算，從而實現報警燈的設計。
u1為40℃溫度比較，當水溫低於40℃，熱敏電阻上端電壓高於設定電壓則輸出低電平，通過與門輸出低電平後紅燈發光。u3為70℃溫度比較，當水溫高於70℃，熱敏電阻上端電壓低於設定電壓則輸出低電平，通過與門輸出低電平後紅燈發光。當水溫高於40℃，低於70℃則u1和u3都輸出高電平，通過與門輸出高電平後綠燈發光。
由此實現電路報警。
d、 控制電路：由閘流體、加熱器和限流電阻組成。由比較部分輸出的電平控制閘流體的開斷，從而實現對加熱器工作狀態的控制。
同上，對u2而言，當水溫高於50℃，熱敏電阻上端電壓低於設定電壓，則輸出低電平，三極體d1斷開，h2停止工作；當水溫低於50℃，熱敏電阻上端電壓高於設定電壓，則輸出高電平，三極體d1導通，h2開始工作。同理，u4亦是如此。
電路**如下：
直流穩壓電源電路:
整合低頻運算放大電路內部結構圖：
與門的結構圖：
六：參考文獻
1、《555時序邏輯電路的原理及應用》電子工業出版社，陳永甫
2、《數字電子電路畢業設計指導》 電子工業出版社，陳有卿
3、《模擬電子技術基礎高教出版社，童詩白
4、《數字電子技術基礎高教出版社，閻石
七：總結及體會
通過本次數位電路的課程設計，使我掌握了一些晶元的使用方法、元件件連線、電路焊接等。課程設計能幫助我們除了掌握課本上的理論知識外，更能幫助我們提高我們的動手實踐能力。我們的學習定位於技術型本科，所以我們也應該加強我們的實際應用能力。
對於數位電路這門課程，平時上理論課可能會有些抽象，難以理解。所以課程設計通過實踐讓我們有了更深一步的理解。在這三個星期中，我為能夠準時完成任務而感到高興。
雖然過程中付出了相當的努力，找資料，做**，動手實踐，寫報告，甚至把手都燙糊了。但是看到自己的成果，我無比欣慰。這是值得的。
回顧整個過程，實在是受益匪淺。從課設第一天開始，聽取老師的課舍題目講解到自己選取課題，再到後來的基本構思，查詢資料，電路設計，軟體**，器件購買，電路板的焊接，艱難的除錯，以及電路板的驗收，每一步都是一點一點的前進著，在很多方面我們通過此次課設由原來的茫然無措到後來的逐步深入了解器件特性。
對於電路設計方案的問題，由於我們參考的資料比較多，另外電路原理和要求都比較簡單，所以我們早在課設開始的第二天就已經確定方案了。只是在加熱器和繼電器環節出現了一些問題，導致電路焊接和器件購買都出現了滯停的後果。後來在老師的提示下在第二週的第三天把所有電路全部焊接完成。
但是這次是不成功的焊接，電路焊接點出現鬆動導致元件管腳的損壞。可惜的是，第二次焊接還未完成答辯就已經開始了。組內人員因此不得不退票延遲回家的時間。
在充分的找尋失敗的經驗之後，第二塊電路板很快焊接完成。至此整個課程設計宣告結束。
最後，感謝學校為我們提供這次課設的平台。
特別的，由衷的感謝楊老師給予我們耐心的教學和指導。
八：附錄
450ω電阻 14個
1kω可變電阻 4個
熱敏電阻 1個
7408j與門 1個
ua741cn運放 4個
紅led 1個
綠led 3個
三極體 2個
繼電器 2個
電子溫度控制器
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