課程設計結題報告
課程名稱
題目溫度測量與顯示及報警電路
指導教師
系別專業學生姓名
班級/學號
成績目錄1一．溫度測量與顯示及報警電路的設計
1.設計目的4
2.設計任務及要求4
3.設計內容5
3.1）穩壓源電路的設計5
3.2）測量電路的設計6
3.3）放大電路的設計6
3.4）報警電路的設計7
3.5) 整體電路8
3.6）實際效果圖8
4.元器件選擇9
4.1）熱敏電阻的選擇9
4.2）放大器的選擇10
4.3）比較器的選擇10
5.電路的除錯11
6.設計的體會及其改進建議13
溫度測量與顯示及報警電路的設計
一．設計目的
運用有關的課程的基礎理論知識和技能解決實際問題的能力，提高本專業必要的基本技能、方法和創新能力。完成測控系統任務分析、電路總體設計、單元電路設計以及電路除錯等各個環節、掌握有關感測器介面電路、訊號處理電路、放大電路、濾波電路、運算電路、顯示電路以及執行部件驅動電路等內容在測控系統中的使用方法。了解有關電子器件和積體電路的工作原理。
二．設計任務及要求
設計內容：室內環境引數測量及安防報警電路設計
1）溫度、濕度、照度測量與顯示、報警電路設計；
2）破門入室、破窗入室、室內防盜、火災,燃氣洩露等報警電路設計。
基本要求 ：
1）用電路實現，不用軟體；
2）用數字表頭實現測量值的顯示；
3）能夠設定環境引數測量值報警上下限，並實現聲、光報警。
主要效能指標：
本次設計的題目為溫度報警器的設計，運用溫度感測器的溫度特性從而達到在一定溫度時的報警作用。其主要功能和指標如下：
1. 利用溫度感測器（熱敏電阻）測量某環境的溫度
2. 報警器的報警溫度可調，範圍為（0—50℃）
3. 採用蜂鳴器報警，聲音大小由環境溫度與報警溫度的差值決定
三．設計內容
3.1穩壓電源電路的設計
要使電路能夠穩定的工作首先就要提供乙個穩定的電源，如圖1就是我設計的穩壓源電路圖，電路中的lm358p為電壓跟隨器，用來形成穩定的電壓源供測量電路使用。圖中1n4732a為4.7v穩壓管，調節r8使電壓跟隨器lm358p的輸出uo1穩定為2.
5v，為後面的測量電路提供穩定可靠地電源**。
其電路原理圖如圖1：
3.2測量電路的設計
如電路圖圖2所示其中r1為負溫度係數熱敏電阻，即隨著溫度的公升高，阻值增小。該熱敏電阻在常溫（24°c）時電阻為160歐姆。電路原理圖如圖2，電路圖中的v1即為上一步驟中的穩壓電源提供的電壓，該電壓穩定在2.
5v. r1為一定值電阻。
圖23.3放大電路的設計
電路圖如圖3所示，利用運放lm358構成差動放大電路，運放lm358對從5腳和6腳過來的電壓進行相減放大。在該調節過程中發現lm358p有時候7口會沒有輸出，這時候用電壓表測得5口和6口電壓差值較大，我的解決方法是我調節圖3中r2的電阻使得6口的電壓與5口電壓差值較為接近，這時候7口就又重新有輸出了。
圖33.4報警電路的設計
報警電路的設計，我們運用了比較器，如圖4所示lm358n的2口接入乙個比較電壓v1 當3口的電壓大於2口時1口才會有輸出，當蛋3口小於2口時1口沒有輸出，所以當溫度公升高到一定數值，比較器就會有輸出，從而啟用報警電路工作，報警部分為光報警和聲報警，光報警為發光二極體發光，聲報警為蜂鳴器響。電路如圖4。 圖4
3.5整體電路
整體電路如圖5
圖53.6實際效果圖：
四．元器件選擇
4.1熱敏電阻的選擇
熱敏電阻的選擇為負溫度係數熱敏電阻，負溫度係數熱敏電阻隨著溫度的公升高，電阻值降低。常溫下（24°c）阻值為160ω。型號為ntcxkmz4。
該熱敏電阻的阻值的變化範圍為100ω到200ω。
4.2放大器的選擇
該電路中採用了運放lm358，其引腳圖，及各部分功能如下：
在lm358中有兩個單獨的運放，在他的8個引腳中，下圖引腳1-3為乙個運放，5-7為第二個運放，其中1腳和7腳為輸出端，2腳和6腳為反相輸入端，3腳和5腳為同相輸入端。
相應的邏輯功能圖如下圖：
4.3比較器的選擇
比較器在電路中我們選擇的是lm358n。
lm358的特點:
內部頻率補償，低輸入偏流，低輸入失調電壓和失調電流，共模輸入電壓範圍寬，接地，差模輸入電壓範圍寬，等於電源電壓範圍，直流電壓增益高(約100db) ，單位增益頻帶寬(約1mhz) ，電源電壓範圍寬：單電源(3—30v)；雙電源(±1.5 一±15v)，低功耗電流，適合於電池供電，輸出電壓擺幅大(0 至vcc-1.
5v)。
報警電路的設計，我們運用了比較器，如圖4所示lm358n的2口接入乙個比較電壓v1 當3口的電壓大於2口時1口才會有輸出，當蛋3口小於2口時1口沒有輸出，所以當溫度公升高到一定數值，比較器就會有輸出。我們運用比較器來對後面報警電路的輔助設計，當我們的溫度不斷的公升高，並達到我們設定的數值時，通過比較器報警電路接通，進行報警，當溫度降低，低於我們設定的數字是比較器沒有輸出，報警電路停止工作。我們運用lm358n來作比較器，輸入3為放大器後出來的電壓值，輸入2為設定的比較電壓值，只有當輸入3的電壓增大並大於輸入2的電壓是，輸出1才會有輸出，否則輸出為零。
五．電路除錯
在電路除錯的過程中主要是分為3個部分，第一步為調出乙個2.5v的穩壓電源，為後面的測量電路提供穩定的2.5v穩定電壓.
如圖7圖7
第二部分為調節比較器電壓使得常溫下不報警調節比較器電壓可以改變報警的溫度值，根據需要假設要調高報警電壓，只需將比較電壓調高即可。
圖8 如下圖即為當比較電壓為2.3v時，加熱熱敏電阻，使得電路工作時候的狀態。
圖9六．設計的體會及其改進建議
測控電路課程設計是培養我們綜合運用所學知識,發現,提出,分析和解決實際問題,鍛鍊實踐能力的重要環節,是對我們實際工作能力的具體訓練和考察過程.從選定方案設計完成，從理論到實踐，對我們來說充滿挑戰，但是從中卻學到很多的東西，不僅可以鞏固了以前所學過的知識，還學到了很多在書本上所沒有學到過的知識，並且鍛鍊了自己的動手能力。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合的重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。
課程設計過程中遇到問題是再所難免的，但是從遇到的各種各樣的問題中，我們也發現了自己的不足之處，同時也讓我們在實踐中發現了不少解決的方法，充實了我們的經驗，讓我們在以後遇到相同的問題時能夠順利解決。三周的課程設計很快的就過去了，剛開始課程設計的時候有些無從下手，我不斷地去翻看課本，去圖書館、網際網路查詢相關資料，不僅是查詢資料，也是把自己忘記的，沒有掌握的重新學習一遍，努力地想把課程設計做好，其中遇到了很多難題，比如電路的連線，以及選擇怎樣的器件。課設很快就過去了，在這期間發現了自己分析不夠嚴謹，以及以前的學習不夠認真，對知識模稜兩可，這次課程設計培養了我的耐心，以及學習的熱情，發現自己的不足，以後會更加努力學習自己的專業知識。
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