(完整word版)温度监测系统设计仿真与实现

实用温度监测系统

学院：电子信息工程学院专业：通信工程1303

学生姓名：张艺

学号：13211075

任课教师：刘颖

2015年06 月10 日

目录

实验题目：失真放大电路 .............. 错误！未定义书签。

1 实验题目及要求 (2)

2 实验目的与知识背景 (2)

2.1 实验目的 (2)

2.2 知识点 (2)

3 实验过程 (4)

3.1 选取的实验电路及输入输出波形 (4)

3.2 每个电路的讨论和方案比较 (16)

3.3 分析研究实验数据............. 错误！未定义书签。

4 总结与体会 (20)

4.1 通过本次实验那些能力得到提高，那些解决的问题印象深刻，

有那些创新点。 (20)

4.2 对本课程的意见与建议......... 错误！未定义书签。

5 参考文献 (21)

目录

1.电路设计及原理分析 (3)

1.1设计任务 (4)

1.2技术指标 (4)

1.3电路原理图 (5)

1.4基本原理 (5)

2.电路模拟与仿真 (6)

2.1仿真软件 (6)

2.2创建电路模拟图 (9)

2.3元件列表 (9)

2.4仿真记录与结果分析 (10)

3.实际电路的安装调试 (15)

3.1 元件参数确定 (15)

3.2 电路板布线设计 (15)

3.3 焊接 (15)

3.4调试与测量 (15)

3.5分析结果及改进 (16)

4.总结 (176)

5.心得体会 (177)

6.参考文献 (198)

1.电路设计及原理分析

1.1设计任务

通过Proteus软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。

通过比较器产生“数字模拟信号”，使得在信号产生的时候，震荡电路工作产生震荡信号驱动扬声器报警。

1.2技术指标

a.当温度在设定范围内时报警电路不工作；

b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警；

c.上下限低于报警led用不同颜色；

d.上下限可调；

e.控温精度度 1℃

f.监测范围0.5℃

1.3电路原理图

1.4基本原理

本课设选用热敏电阻作为温度感应元件。热敏电阻的基本特性是温度特性。由于热敏

电阻是由半导体材料制成的，其中的载流子数目是随温度的升高按指数规律迅速增加的。

载流子数目越多，导电能力越强，其电阻率也就越小，因此热敏电阻的电阻值随着温度的

升高将按指数规律迅速减小。这和金属中自由电子的导电机制恰好相反，金属中的电阻值

是随着温度的上升而缓慢增大的。热敏电阻有正温度系数，临界温度系数与负温度系数之

分，本实验所用的为负温度系数的热敏电阻,在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线

是一条指数曲线，可表示为RT=αe T β式中，RT 为温度为T 时的电阻值，α与β为与半导

体性能有关的常数，T 为热敏电阻的热力学温度。

本课设用的比较器器件是LM324，这是一个带有四个运算

放大器的芯片，其管脚如图所示。我们选择第一组和第二组进行

高低温比较。

集成运算放大器A1、A2构成单门限比较器， A4构成振荡电路。

电路中的热敏电阻Rt 与RV3串联，分压值为Va ，分别加在运放

图1-1 电路原理图

A1、A2同相端与反相端上，与上、下限设置温度RV1、RV2的分压比较，当Va介于上限、下限电压值之间时，A1、A2均输出高电平，D2、D3反偏截止均不亮；当Va大于RV1的分压时，A2输出低电平，D3发光。当Va大于RV2的分压时，A1输出低电平，D2发光。任何一个发光二极管导通时A4所在电路即产生振荡，驱动喇叭发出报警声。调整C3、R8可改变振荡频率。

调节RV1和RV2可分别调整报警的上限和下限。当电位器上端阻值减小时，报警点下降。当上端阻值增大时，相应的报警点升高。调节RV3可以调整比较电压的大小，从而能根据热敏电阻的温度特性与环境变化带来的需求变化进行调整。其他各电阻起分压作用，以便各电位合适。

该电路可以监测在一定温度下的环境，当高于上限或低于下限时会亮灯并报警，可以很好用于很多温度监测领域。

2.电路模拟与仿真

2.1仿真软件

2.1.1 proteus简介

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。proteus 与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU 的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没