(完整word版)温度上下限报警电路 文档(word文档良心出品)

1、 电子与信息工程系课程设计报告书课程名称：温度上下限报警电路通信工程班级：学号姓名：指导教师：二一二年六月一、设计内容设计并制作完成一个温度上下限报警电路，分设计/仿真和实验/制作两部分完成。二、技术指标与要求当被测温度达到或高于上限设定值时，一支红色发光二极管亮； 当被测温度达到或低于下限设定值时，另一支绿色发光二极管亮。三、可供主要元件每台实验箱里内有功能电路和元器件，如差动放大电路，振荡电路，反馈放大电路等可供使用。四、实验目的（1）掌握集成运算放大器的工作原理、性能、指标及选择标准和使用方法。（2）掌握比较器及其辅助电路的组成、工作原理。（3）掌握气体敏感元件的一般原理、性能、指标及选

2、择标准和使用方法。（4）掌握简单桥式测量电路的原理、构造。（5）掌握简单报警电路的构造和原理。（6）掌握以上电路的设计原则及设计方法并能正确运用。器件型号及名称所需数量（个） 备注1111121112121111456789101112131415红色发光二极管绿色发光二极管小罗丝刀（调节可变电阻用）（7）掌握实际电子线路印刷板的设计原则和方法。 （8）掌握电子线路的一般调试、测试方法五、实验原理温度上下限报警电路实验原理图如图所示，热敏电阻的阻值会随着温度的增加而减小，随着温度的降低而增大。所以随着温度的改 变负载电阻 r3 两端电压也会随着改变，从而进入运放的温 变负载电阻 r3 两端电压

3、也会随着改变，从而进入运放的温 度比较电压也发生变化。该设计中我们通过电位器来改变 设定电阻 r2 的阻值从而改变运放一端输入电压的门限值， 设定电阻 r2 的阻值从而改变运放一端输入电压的门限值， 来设定我们所需要的温度检测范围。(1)lm358 相关知识的介绍lm358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 lm358 端口图：（2）电压比较器的工作原理电压比较器将一个模拟量电压

4、信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。反相型迟滞比较器 见下图u =u，uo 被箝位在uz，避免运放计入过饱和。i u+，uo=u =+u (始终稳定)假设 u 在足够低时，uiioffz此时 当 u 从低值 若 uiu+时，uo 从+uz -uzi此时 当 u 从高值至 ui ，uo 从-uz+uzi 门限宽度 u =u -u =tthtl 当 u =0 时，r u 无论从足够低或足够高单调增加或单调减少，uo 仅翻转一次，即过了阀值i后就维持在一种稳态。因为当过阀值电压后，uo 从低变为高或从高变为低了，正反馈到 ur（uth）端，

5、使该阀值电压变高或变低了。只要门限宽度 u =u -utthtl幅度大于 u 在阀值电压波动的幅度，uo 就不会翻转了，所以比单限比较器抗干i扰能力强多了。(3)电路设计思路利用调节电阻来作为温度的上升或下降，从而实现在门限电压的周围跳动，是对应的发光二极管导通，门限电压也通过电阻来调节，从而实现一定范围内的温度报警。利用调节电阻来作为温度的上升或下降，从而实现在门限电压的周围跳动，是对应的发光二极管导通，门限电压也通过电阻来调节，从而实现一定范围内的温度报警。（4）单元电路（可以有单元电路图） 图 a图 a 中是设置温度上下限和模拟调节温度变化的两个可变电阻。r11 的功能是模拟调节温度变化

6、的，当电阻调小时表示温度升高。r12 是用来设置温度上下限的。图 b图 b 是放大电路，当输出为低时此时电压升高，说明电阻减小，即温度升高到达门限时，红灯亮；当输出电压为高时，说明电阻增大，即温度降低到门限电压，绿灯亮。 图 c 是报警输出电路，温度过低时绿灯亮，温度过高时红灯亮。电路功能框图: 此部分电路用设置温度的上下限， 通过调节 r11 来控制温度。 放大电路/报警输出电路 其放大电路主要控制三极管的，当输出为高时此时电压升高，说明电阻减小，即温度升 高（到门限值时） ，红灯亮。当输出为低电压时，说明电阻增大，即温度降低（到门限时）绿 灯亮。（5）整体电路图 （6）元器件与参数设计电阻

7、：220k*1, 22k*2，10k 可变*1， 1k 可变*1， 4.7k*1， 2.2k*2， 1k*1，470*2， 100*1运放：lm358ah三极管：2n5886，2n869a发光二极管：红色一个，绿色一个电压比较器，来控制输出情况，使三极管选择对应的二极管，选择 一个绿的一个红的从而可以很好的判断温度高了还是低了。六、实验结果（1）各单元电路的仿真实验和测试结果得到了预期的结果。（2）整体电路的仿真实验和测试结果通过调节 r12 来设置门限电压，通过调节 r11 来做为温度的变化，当温度高于 或低于所设定的值时，对应的三极管和二极管导通，从发光染色上可以区分温度 过高或过低，从而

8、实现了温度上下线报警的功能。七 结果分析、（1）单元电路的仿真实验和测试结果 调节 r11 电阻使其减小，放大器负极输入电压变大，表示温度升高。调节 r12 使其电阻减小，放大器正极输入电压变大，门限电压增大，则门限温度变大。（2）整体电路的仿真实验和测试结果调节 r11 电阻使其减小，放大器负极输入电压变大，说明温度升高，此时放大器输出减小，q2 导通，红灯亮；反之绿灯亮（3）实验数据vi（v）4.368ov (v)3.562-0.790-0.7843.586红绿绿红4.0465.0144.0235.014vt+=r6vref/(r6+r4)+r4voh/(r6+r4)=5.0v,vt-=r

9、6vref/(r6+r4)+r4vol/(r1+r2)=4.97v,vt+ - vt- =0.03v八、实验后讨论1实验中遇到的问题(1)在连接电路时，出现红路灯同时亮的情况，经检查后是应为二极管的正向压太大，而且三极管的发射极未接地。（2）由于 1k 的电位器没有调好，导致在顺时针旋动 10k 的电位器时只有一次跳变(3) 在连接电路之前未检查导线是否正常，导致在接电路后两灯都未亮2.合理化建议（1）本次实验连线较复杂，需要谨慎连接，以免出现错误时不好检查。（2）此电路还可以用两个运放，这样上限电阻的值与下限电阻的值之间不会相互影响。（3）通过本实验可以重新温习一下关于模电的相关知识。 （4

10、）本实验设计比较简单功能单一，今后可以添加其他功能（蜂鸣等）（5）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。（6）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。九、总结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。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。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