简易数字温度控制器设计制作论文

1、数字显示温度控制器设计实验目的： 根据设计要求，该温度控制器是既可以测量温度也可以控制温度的上下限，并且上下限可以调节实验原理：温度传感器采样保持电路A/D变换及显示电路效准电路下限控制电路上限控制电路温度控制比较器上限报警（声、光）关断下限报警（光）驱动被控对象执行机构电路直流稳压电源 温度控制器原理框图要求对温度进行测量，所以首先采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过效验、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示。若要求温度被控制在设定值附近，则要求将实际测量温度的信号与温度的设定值(基准电压)进行比较，根据比较结果（输出状态）来驱动执行机构，实现自动地控制、调节系

2、统的温度。测量的温度可以与另两个设定的温度上下限比较器相比较，当温度低于下限温度值时，比较器通过驱动执行机构来实现加热。当温度超过上限温度值时，比较器产生报警信号输出并通过执行机构执行停止加热。采样电路及校准电路 LM324内部包括有四个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，既可接单电源使用 (330 V)，也可接双电源使用(±1.5±15 V)，驱动功耗低，可与TTL逻辑电路相容。 LM324的封装形式为塑封14引线双列直插式，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输

3、入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图4。  图4 LM324引脚图 当输入信号变化太快时，要求输出信号能快速而准确地更谁输入信号的变化进行间隔采样。在两次采样之间保持上一次采样结束的状态。当电信号来时Uo对C充电，Uo=U1=Uc及输出电压跟随数入电压的变化，电信号中断时，电路处于保持周期，因为电容元件五放电电路，故U1=Uc，这种将采集到的数值保持一定时间。如图所示 （a）电路 (b) 输入输出信号波形 温度采样保持电路电路的电压放大倍数Au也仅由外接电阻决定：Au=1+

4、Rf/R1，通过改变Rf来改变Uo与U1之间的放大关系即校准标准温度。上下限采集电路 （a）上限采集电路 （b）下限采集电路图6 上下限采集电路上下限采集电路采用反相交流放大器电路，此放大器可代替晶体管进行交流放大，电路的电压放大倍数Au也仅由外接电阻决定，上下限采集电路的电压放大倍数Au=1。根据电工学知识：Vcc=5V    温度比较电路 （a） 上限比较电路 （b）下限比较电路 （a） 上限报警电路 （b）下限报警电路 （c）加热信号报警电路 小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图17所示，其整流与稳压过程如图1

5、8所示。图17 稳压电源系统方框图图16 整流与稳压过程图18 整流与稳压波形（1）电源变压器是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。（2）整流电路桥式整流电路由四只二极管组成的一个电桥，电桥的两组相对节点分别接变压器二次绕组和负载这种电路如图19所示。在工作时，D1、D2与D3、D4两两轮流导通。图19 桥式整流电路 (3) 滤波电路滤波电路的作用是滤除整流电压中的纹波。电容滤波电路是最简单的滤波器，它是在整流电路的负载上并联一个电容C，如图20（a）所示。IouoTru2abD3D2D4D1u1RLCtuoo （a

6、）电路 （b）波形 图20 桥式整流电容滤波电路及波形结 论设计总结如下:1. 本设计由温度检测、数据处理、温度控制和执行机构四部分组成，根据LM35温度传感器良好的线性特点，对加热器温度进行检测，减少了传感器的非线性误差。同时利用LM324对数据进行采集，信号经A/D变换得到相应的数字量，送到LM393中进行电压判断得到相应的控制量，送入RS触发器后去控制光电耦合器去控制晶闸管儿控制加热设备。附表一 : 元件清单 序号元件名称符号型号规格数量备注序号元件名称符号型号规格数量备注01三端稳压器78051直流稳压电源11座子8座1温度控制器14座202瓷片电容C10321213电阻R500120k2500303电解电容2200uF114电位器R5K21100uF115瓷片电容R103304桥堆116光电耦合器105变压器T2200/101晶闸管106温度