武汉理工大学模电课程设计--温度控制系统
武汉理工大学温度监测系统设计仿真与实现课程设计
R11.0kΩR21.0kΩR32kΩKey=A30%R42kΩKey=A70%R5510ΩR6510ΩR85kΩKey=A 32%C10.1µF V112 VR95.1kΩR103.3kΩR11220kΩR12100kΩC34.7µFU1OPAMP_5T_VIRTUALU2OPAMP_5T_VIRTUALU3OPAMP_5T_VIRTUALLED1LED2R75kΩKey=A82%C20.1µFXLV1Input探针1V: I:探针2V: I:1.电路设计及原理分析1.1设计任务通过Multisim 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。
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电路原理图图表 1 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=αeTβ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。
武汉理工大学温控课设
2.2 主控制部分方案 ...................................................... 5
3 各单元的设计............................................. 错误
武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书
1课程设计任务书
课程设计任务书课程设计任务书
课程设计任务书
学生姓名
学生姓名学生姓名
学生姓名：
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3摘
摘摘
摘
要
要要
要
本设计以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方
法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文
中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机
与单片机串口通讯电路和一些接口电路 。单片机通过对信号进行相应处理，从
5.5 改进方法............................................................... 22
6 结论..................................................... 错误
错误错误
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武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书
41 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机 AT89S51 获
取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前
温度控制系统课程设计
前言温度是一种最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度。
传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过AD 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，使得硬件电路结构复杂,制作成本较高。
近年来，美国DALLAS公司生产的DSI18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。
随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。
其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等。
智能温度传感器(亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。
它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE_）的结晶。
目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。
智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。
有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU）,并且可通过软件来实现测试功能，即智能化取决于软件的开发水平。
为了准确获取现场的温度和方便现场控制，本系统采用了软硬件结合的方式进行设计，利用LED数码管显示温度，利用DS18B20检测当前的温度值，通过和设定的参数进行比较，若实测温度高于设定温度，则通过555定时器产生频率可变的报警信号，若实测温度低于设定温度，则加热电路自动启动，到达设定温度后停止。
在软件部分，主要是设计系统的控制流程和实现过程，以及各个芯片的底层驱动设计已达到所要求的功能。
模电课设—温度控制系统的设计
目录1.原理电路的设计 (1)1.1总体方案设计 (1)1.1.1简单原理叙述 (1)1.1.2设计方案选择 (1)1.2单元电路的设计 (3)1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (3)1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (4)1.2.3电压表征温度单元 (5)1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (6)1.2.5驱动单元——继电器 (7)1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (8)1.3完整电路图 (10)2.仿真结果分析 (11)3 实物展示 (13)3.1 实物焊接效果图 (13)3.2 实物性能测试数据 (14)3.2.1制冷测试 (14)3.2.2制热测试 (17)3.3.3性能测试数据分析 (19)4总结、收获与体会 (20)附录一元件清单 (21)附录二参考文献. (22)摘要本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339N为电路系统的主要组成元件，扩展适当的接口电路，制作一个温度控制系统，通过室温的变化和改变设定的温度，来改变电压传感器上两个输入端电压的大小，通过三极管开关电路控制继电器的通断，来控制Tec制冷片的工作。
这样循环往复执行这样一个周期性的动作，从而把温度控制在一定范围内。
学会查询文献资料，撰写论文的方法，并提交课程设计报告和实验成品。
关键词：温度；测量；控制。
AbstractThis course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741，NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products.Key words: temperature ; measure ;control温度控制系统的设计1.原理电路的设计1.1总体方案设计1.1.1简单原理叙述先采集室内温度信号，将其转化为电压或者电流信号，并线性放大再用万用表测取，可以直接线性反映温度值。
武汉理工大学计控课设-温度控制系统设计
学号：04课程设计题目温度控制系统的设计学院自动化学院专业自动化专业班级自动化1005班姓名柳元辉指导教师向馗副教授2013 年 6 月23 日课程设计任务书学生姓名：柳元辉专业班级：自动化1005班指导教师：向馗副教授工作单位：自动化学院题目: 温度控制系统设计初始条件：被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小，来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。
可控硅控制器输入为0－5伏时对应电炉温度0－300℃，温度传感器测量值对应也为0－5伏，对象特性为二阶惯性系统，惯性时间常数均为20秒。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．设计温度控制系统的计算机硬件系统，画出框图；2．编写积分分离PID算法程序，从键盘接受Kp、Ti、Td、T及β的值；3．通过数据分析Td改变时对系统超调量的影响。
4．撰写设计说明书。
时间安排：6月26日查阅和准备相关技术资料，完成整体方案设计6月27日—6月28日完成硬件设计6月29日—6月30日编写调试程序7月1日—7月4日撰写课程设计说明书7月5日提交课程设计说明书、图纸、电子文档指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1设计任务及要求 (2)2方案比较论证 (3)3系统硬件设计 (5)3.1 系统硬件结构 (5)3.2 系统硬件的选择 (5)3.3 系统硬件连接图 (6)4系统软件设计 (7)4.1 确定程序流程 (7)4.2 程序控制算法介绍 (8)5系统仿真 (11)6心得体会 (15)摘要温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。
随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。
模拟电子技术基础课程设计说明书 水温控制系统的设计与制作
课程设计任务书电子0803班学生姓名：专业班级：工作单位：信息工程学院指导教师：水温控制系统的设计与制作目 : 题初始条件：可选元件：温度传感器、继电器、集成运算放大器、电容、电阻、电位器若干、二极管以及发光二极管、三极管、直流电源±12V。
可用仪器：万用表。
要求完成的主要任务:（1）设计任务根据技术指标和已知条件，选择合适的温度传感器、选择合适的继电器或晶闸管。
完成对水温控制系统的设计、装配与调试。
（2）设计要求①设计制作可以测量和控制温度的温度控制器测量和控制温度范围：5～80℃，控制精度：±1℃，控制对象：双向晶闸管或继电器，晶闸管或继电器触点连接：一组转换接点（市电220V/50Hz/2A）。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排：1、2010 年1月19日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2、2010 年1月20日至2010年1月21日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3、2010 年1月22日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日日月年系主任（或责任教师）签名：武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书目录摘要 .................................................................. ..................................................................... .. (I)绪论 .................................................................. ..................................................................... .. (11)设计内容及要求 .................................................................. ..................................................................... (22)2.1 (2)设计的目的和主要任务2.1.1 ..................................................................................................................................... 2 设计目的2.1.2 .................................................................................................................. 2 设计任务及主要指标2.2 .............................................................................................................................................. 2 设计思想选定方案的论证及整体电路的工作原理 .................................................................. .. (33)3.1 .................................................................................................................................... 3 选定方案的论证3.2 (4)稳压电路的设计3.2.1 (4)电路原理方框图3.2.2 (4)电路工作原理单元电路的设计与元器件选择 .................................................................. .. (54)4.1 ................................................................................................................................................ 5 电源电路4.2 ............................................................................................................................................ 5 温度传感器4.3 ................................................................................................................................................... 6继电器4.4 ...................................................................................................................................................7 比较器4.5 ................................................................................................................................................... 8 放大器程序流程图 .................................................................. ..................................................................... . (105)电路安装与调试 .................................................................. ..................................................................... (116)6.1 (11)电路安装6.2 ...............................................................................................................................................11 电路调试课程设计心得体会 .................................................................. (12)7参考文献 .................................................................. ..................................................................... (13)附录Ⅰ元件清单 .................................................................. (14)附录Ⅱ整体电路图 .................................................................. .. (15)武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书摘要模拟电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
温度控制系统设计-课程设计
电阻炉温度控制系统1系统的描述与分析1.1系统的介绍该系统的被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小，来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。
可控硅控制器输入为0~5伏时对应电炉温度0~500℃，温度传感器测量值对应也为0~5伏，对象的特性为带有纯滞后环节的一阶惯性系统，这里惯性时间常数取T1＝30秒，滞后时间常数取τ＝10秒。
该系统利用单片机可以方便地实现对PID参数的选择与设定，实现工业过程中PID控制。
它采用温度传感器热电偶将检测到的实际炉温进行A/D转换，再送入计算机中，与设定值进行比较，得出偏差。
对此偏差按PID规律进行调整，得出对应的控制量来控制驱动电路，调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。
利用单片机实现温度智能控制，能自动完成数据采集、处理、转换、并进行PID控制和键盘终端处理（各参数数值的修正）及显示。
在设计中应该注意，采样周期不能太短，否则会使调节过程过于频繁，这样，不但执行机构不能反应，而且计算机的利用率也大为降低；采样周期不能太长，否则会使干扰无法及时消除，使调节品质下降。
1.2技术指标设计一个基于闭环直接数字控制算法的电阻炉温度控制系统具体化技术指标如下：1.电阻炉温度控制在0~500℃；2. 加热过程中恒温控制，误差为±2℃；3. LED实时显示系统温度，用键盘输入温度，精度为1℃；4. 采用直接数字控制算法，要求误差小，平稳性好；5. 温度超出预置温度±5℃时发出报警。
2方案的比较和确定方案一系统采用8031作为系统的微处理器。
温度信号由热电偶检测后转换为电信号经过预处理（放大）送到A/D转换器，转换后的数字信号再送到8031内部进行判断或计算。
从而输出的控制信号来控制锅炉是否加热。
但对于8031来说，其内部只有128个字节的RAM，没有程序存储器，并且系统的程序很多，要完成键盘、显示等功能就必须对8031进行存储器扩展和I/O口扩展，并且需要容量较大的程序存储器，外扩时占用的I/O口较多，使系统的设计复杂化。
武汉理工大学模拟电子技术课程设计
武汉理工大学模拟电子技术课程设计武汉理工大学模拟电子技术课程设计是该校电子信息工程专业的必修课程之一，旨在培养学生对模拟电子电路设计和制作的能力，以及对电子元器件及其参数的深入理解。
本文将从课程设计的整体构架、内容和重点、难点及解决方法等方面进行介绍和探讨。
一、课程设计的整体构架武汉理工大学模拟电子技术课程设计主要分为三个环节：理论授课、实验操作和课程设计。
其中理论授课部分主要包括模拟电子电路、常用电子元器件和电路参数、模拟信号与数字信号的基本概念等方面的知识；实验操作部分则是在实验室里进行模拟电路设计、搭建、调试和测试的实践环节；而课程设计则是将前两个环节所得知识和技能应用到实际的电子电路中，完成一定难度的模拟电路设计。
二、课程设计的内容和重点课程设计的内容主要包括三个方面：设计需求确定、电路原理设计和最终电路实现。
在这三个方面，主要涉及到的知识和技能有：1. 了解电子电路中常用的电子元器件及其参数，对于电路中各元器件的特性和使用方法进行深入理解。
2. 了解模拟电子电路的基本工作原理，掌握其在电路设计中的应用方法和技巧。
3. 熟练掌握基本的电路设计方法，比如赫兹尔电桥法、威恩电桥法、放大器设计等。
在这些知识和技能的掌握过程中，需要重点培养学生的以下能力：1. 分析问题和解决问题的能力。
2. 良好的动手能力和实验操作技能。
3. 对技术资料的理解和分析能力。
4. 能够灵活地运用所学知识解决实际问题的能力。
三、课程设计的难点及解决方法在进行模拟电子技术课程设计过程中，学生通常会面临以下难点：1. 对于某些复杂电路元器件参数的理解和掌握。
2. 如何将实验操作中所学到的知识和技能应用到设计中。
3. 如何将策划和设计的工作有效组织起来。
针对以上难点，在设计中，可以注意以下几点：1. 积极探索不同的电路元器件特性，加深理解及掌握。
2. 在实验操作前，需明确实验的目的和内容，便于将实验中的知识、技能及经验应用到设计中。
温度控制系统课程设计
温度控制系统课程设计一、引言温度控制系统是一种常见的自动化控制系统，广泛应用于工业生产、农业生产、医疗保健等领域。
本课程设计旨在通过设计一个基于单片机的温度控制系统，让学生了解自动化控制系统的基本原理和实现方法。
二、设计目标本课程设计的主要目标是设计一个基于单片机的温度控制系统，具体包括以下方面：1. 实现温度测量功能：通过传感器获取环境温度，并将数据转换为数字信号，供单片机处理。
2. 实现温度调节功能：根据设定温度和当前环境温度，通过单片机输出PWM信号调节加热器功率，从而实现对环境温度的调节。
3. 实现显示功能：将当前环境温度和设定温度以数字形式显示在LCD 屏幕上。
4. 实现报警功能：当环境温度超过设定范围时，通过蜂鸣器发出警报提示操作者。
三、硬件系统设计1. 硬件平台选择本课程设计采用STM32F103C8T6单片机作为控制核心，具有较高的性价比和丰富的外设资源，适合用于中小规模的自动化控制系统。
2. 温度传感器选择本课程设计采用DS18B20数字温度传感器，具有精度高、响应速度快、可靠性强等优点，适合用于工业自动化控制系统。
3. LCD显示屏选择本课程设计采用1602A型液晶显示屏，具有低功耗、易于控制等优点，适合用于小型自动化控制系统。
4. 其他外设选择本课程设计还需要使用继电器、蜂鸣器、电阻等外设实现各项功能。
四、软件系统设计1. 系统架构设计本课程设计采用分层结构设计，将整个软件系统分为数据采集层、控制层和用户界面层三个部分。
其中数据采集层负责获取环境温度数据；控制层根据设定温度和当前环境温度输出PWM信号调节加热器功率；用户界面层负责显示当前环境温度和设定温度，并实现报警功能。
2. 数据采集层设计数据采集层主要负责获取环境温度数据，并将其转换为数字信号供单片机处理。
本课程设计采用DS18B20数字温度传感器实现温度测量功能，具体实现步骤如下：（1）初始化DS18B20传感器。
（2）发送读取温度命令。
武汉理工模电课设
课程设计任务书学生姓名： 董## 专业班级： 电信1104指导教师： 曾 刚 工作单位： 信息工程学院题 目：温度检测显示器 初始条件：具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、检测区间为四段：A. 温度C 020~0 B. 温度C 030~20 C.温度C 040~30 D. 温度 C 040>，要求对每段作出段位显示2、测量误差 C 02±3、标准检测点为： C C C C 000039 29 19 04、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书 时间安排：一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录摘要 (1)1.概述 (2)2.电路设计 (3)2.1总体方案选择与系统结构 (3)2.2 温度—电压转换部分 (4)2.2.1 NTC热敏电阻温度特性 (4)2.2.2输出电压与温度的关系 (6)2.2.3元件参数的确定 (6)2.3监测点惠更斯电桥电路 (7)2.3.1各分压电阻的理论计算 (7)2.3.2各电阻阻值的确定 (9)2.4电压比较部分 (10)2.4.1运放电源负载的确定 (10)2.4.2自激振荡的解决方法 (10)2.5 发光二级管显示 (10)2.5.1发光二极管简介 (10)2.5.2限流电阻的确定 (11)3.电路仿真及调试 (12)3.1电路原理图及仿真 (12)3.2实物焊接及调试过程 (15)3.3结果与数据处理 (18)心得体会 (20)参考文献 (21)本科生课程设计成绩测定表 (22)摘要温度检测显示器在日常生活中很常见。
我们天天用的电脑，在运转过程中也会产生很多热量，传递给自身的某些部件，若是温度过高，很可能会损坏相关器件，因此，检测温度将是一项很重要的工作。
《模拟电子技术基础》课程设计说明书-水温控制系统的设计与制作
课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子0803班指导教师：工作单位：信息工程学院题目:水温控制系统的设计与制作初始条件：可选元件：温度传感器、继电器、集成运算放大器、电容、电阻、电位器若干、二极管以及发光二极管、三极管、直流电源±12V 。
可用仪器：万用表。
要求完成的主要任务 :（1）设计任务根据技术指标和已知条件，选择合适的温度传感器、选择合适的继电器或晶闸管。
完成对水温控制系统的设计、装配与调试。
（2）设计要求①设计制作可以测量和控制温度的温度控制器测量和控制温度范围： 5～ 80℃，控制精度：± 1℃，控制对象：双向晶闸管或继电器，晶闸管或继电器触点连接：一组转换接点（市电220V/50Hz/2A ）。
② 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE 或 EWB 软件完成仿真）③ 安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排：1、 2010 年 1 月 19 日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2、 2010 年 1 月 20 日至 2010 年 1 月 21 日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3、 2010 年 1 月 22 日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)1绪论 (1)2设计内容及要求 (2)2.1设计的目的和主要任务 (2)设计目的 (2)设计任务及主要指标 (2)2.2设计思想 (2)3选定方案的论证及整体电路的工作原理 (3)3.1选定方案的论证 (3)3.2稳压电路的设计 (4)电路原理方框图 (4)电路工作原理 (4)4 单元电路的设计与元器件选择 (5)4.1 电源电路 (5)4.2 温度传感器 (5)4.3 继电器 (6)4.4 比较器 (7)4.5 放大器 (8)5 程序流程图 (10)6 电路安装与调试 (11)6.1 电路安装 (11)6.2 电路调试 (11)7 课程设计心得体会 (12)参考文献 (13)附录Ⅰ元件清单 (14)摘要模拟电子技术课程设计对所学的基础理论知识是一次实践检测的过程。
水温控制系统的设计(武汉理工大学)
课程设计任务书学生姓名：郑婷专业班级：信息工程0903班指导教师：华剑工作单位：信息工程学院题目: 水温控制系统的设计初始条件：AC220V，DC+5V，±15V电源各一个，运放，比较器，三极管，（发光）二极管，继电器，蜂鸣器，电热丝、阻容元件若干要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）设计一个水温控制系统，要求：1.利用电热丝给水加热，使用温度传感器测量水温值，测量范围0～100摄氏度（对应输出电压0～5V）。
（设计时，请用直流信号源代替温度传感器）。
2.利用电位器等方式设定加热温度，温度设定值连续可调。
（设计时，请用可调直流电源代替。
设定电压代替温度）。
3.当水温超过设定值时，停止加热并发声、光报警信号。
4.按格式要求撰写课程设计说明书一份（须含电路原理分析，各元件具体型号及参数，关键元件参数计算）。
5.绘制电路总图一份，用PSPICE或EWB等软件完成仿真（选做：制作实物并调试运行。
）时间安排：1.2011 年1月17日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2.2011 年1月17日至2011年1月21日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3.2011 年1月23日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1绪论……………………………………………………………………………………错误！未定义书签。
1.1设计目的和意义 (1)1.2设计的主要任务 (1)2 单元电路的设计计算、元器件选择及电路图 (2)2.1 温度转换单元 (2)2.2 恒压设计单元 (3)2.3 信号处理单元 (3)2.4 温度控制单元 (4)3 整体电路图及工作原理 (5)3.1 整体电路图 (5)3.2 整体电路的工作原理 (6)4 仿真结果分析 (7)4.1加热仿真分析 (7)4.2 报警仿真分析 (8)5总结与展望 (9)5.1 成果的评价 (9)5.2 本设计的特点 (9)5.3 设计缺陷及展望 (9)参考文献 (10)附录 (11)1 绪论1.1设计目的和意义水是生命的源泉，人类生活永远也离不开水。
模电课程设计 温度控制系统的设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 温度控制的设计初始条件：电阻、二极管、正负12V电源、UA741、电位器、LED、半导体制冷片，温度传感器LM35、开关要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器内空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm（3）测温和控温范围： 0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温范围： 0℃~（室温+10℃）时间安排：时间安排：（1）第18周理论讲解。
（2）第19周理论设计、实验设计及安装调试。
地点：鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室（1）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract ......................................................... I I 1 绪论 . (1)2设计任务及要求 (2)2.1设计任务及要求 (2)2.2设计思想 (2)3 选定方案的论证及整体电路的工作原理 (3)3.1 设计方案选择 (3)3.1.1可行方案 (3)3.1.2 方案讨论和选择 (4)3.2 选定方案的论证 (5)3.2.1选定温度传感器的论证 (5)3.2.2选定继电器的论证 (5)3.2.3选定运算放大器的论证 (5)3.3 整体电路的工作原理 (6)4单元电路的设计计算、元器件选择及电路图 (7)4.1 测温单元 (7)4.2 信号处理单元 (8)4.3 温度显示单元 (9)4.4 控制单元 (10)5 整体电路图、元件及器件明细 (13)5.1 整体电路图 (13)5.2 实物图展示 (14)5.3 元件及器件明细 (15)6 设计小结 (16)6.1 成果的评价 (16)6.2 本设计的特点 (16)6.3 存在的问题和改进的意义 (16)参考文献 (17)摘要控制系统一般由温度测量部分和温度控制部分组成。
模电课程设计——温度测量控制系统的设计与制作
xxxxxx学院课程设计报告( 2011 -- 2012年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：温度测量控制系统的设计与制作学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：20xx年xx月xx日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (3)五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4)六、总体电路 (8)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、设计总结 (10)附录I：元器件清单 (11)附录II：总体电路图 (11)附录III：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求（一）电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
（二）电子技术课程设计的要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。
2．能力培养要求（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
模电课程设计 温度检测显示器
2.5
图7元件清单
使用Altium Designer绘制原理图，并生成元件清单
3
3.1测试仪器
万用表UT39A，温度计
3
标准检测点实测温度
3
本文设计了一种以PN结为温度探头的温度检测显示器，经过对温度的测试，基本上达到了设计制作要求。该系统有较好的线性度、灵敏度高、成本低、实用性强。
4
这次课程设计历时一个星期左右，通过这一个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。同时，经过课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图，和芯片上的选择。这个方案总共使用了LM324、LM7805、ICl7017三块集成芯片。在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，特别是粗心大意的焊接错误，还有就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
方案二：
图1热电偶测温电路
热电偶测温的基本原理是热电效应，将两种不同成份的金属导体首尾相连接成闭合回路，如两接点的温度不等，则在回路中就会产生热电动势。它具有结构简单，价格便宜，耐用，测温范围广等特点。但体积大，灵敏度低
方案三：
图2 PN结测温电路
PN结温度传感器是利用晶体二极管或三极管的P-N结电压随温度的变化而变化。例如硅管的PN结的电压温度每升高摄氏一度时，电压约下降1mV。这种传感器有较好的线性度，灵敏度高，热时间常数约0.2s—2s，其测温范围为-50°C—150°C。可用于一些高要求的温度检测。
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件印象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个学期末的课程设计对我们的作用是非常大的。
模电课设-温度控制器
模电课设-温度控制器武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 温度控制系统的设计初始条件：AD590温度传感器，LM324N集成运算放大器，Tec，电阻，电位器，二极管要求完成的主要任务: 一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器内空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围：0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温范围：0℃~（室温+10℃）时间安排：1.第19周：查找并阅读相关资料，掌握基本原理2.第20周：理论设计，实验室安装调试以及撰写设计报告3.第21周：答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日1武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书温度控制系统的设计第一章温度控制系统设计.................................3 1.1温度控制系统总体方案................................3 1.2 温度传感单元........................................4 1.2.1温度传感器的选择..................................4 1.2.2温度传感器测温的实现..............................5 1.2.3 放大器应用中Ri与Rf的选择........................8 1.3 温度比较环节........................................9 1.4 PID控制环节.........................................9 1.4.1 PID理论..........................................9 1.4.2 PID的参数调节...................................11 1.5 Tec控制单元........................................13 1.5.1 控制温度元件的选择..............................13 1.5.2 桥式推挽功率放大电路............................14 1.5.3 BTL上三极管选型.................................14 第二章元件清单及总电路图 ..............................16 2.1 元件及器件明细.....................................16 2．2总电路图...........................................16 第三章课程设计总结.....................................18 参考文献 (19)2武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书一、温度控制系统设计1.1温度控制系统总体方案方案一温度传感器接收温度信号，并转化为电信号处理，同时考虑进温度传感器的线性度并将其转换成表征温度的电压信号，完成温度测量。
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课程设计任务书学生：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 温度控制的设计初始条件：电阻、二极管、正负12V电源、UA741、电位器、LED、半导体制冷片Tec、继电器、开关要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm（3）测温和控温围：0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温围：0℃~（室温+10℃）时间安排：时间安排：（1）第18周理论讲解。
（2）第19周理论设计、实验设计及安装调试。
地点：鉴主13楼通信工程综合实验室、鉴主15楼通信工程实验室（1）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (3)2设计任务及要求 (4)2.1设计任务及要求 (4)2.2设计思想 (4)3 选定方案的论证及整体电路的工作原理 (5)3.1 设计方案选择 (5)3.1.1可行方案 (5)3.1.2 方案讨论和选择 (6)3.2.1选定半导体制冷器的论证 (7)3.2.2选定继电器的论证 (7)3.2.3选定运算放大器的论证 (8)3.3 整体电路的工作原理 (9)4单元电路的设计计算、元器件选择及电路图 (10)4.1 差分放大电路 (10)4.1.1实验设计中的差分比例放大电路 (12)4.2同相滞回比较器 (14)4.2.1实验设计中的滞回比较器 (15)4.3控制单元 (18)5 整体电路图、元件及器件明细 (19)5.1 整体电路图 (19)5.2 实物图 (20)5.3元件及器件明细 (21)6 设计小结 (22)6.1 成果的评价 (22)6.2 本设计的特点 (22)6.3 存在的问题和改进的意义 (22)参考文献 (23)摘要控制系统一般由温度测量部分和温度控制部分组成。
温度测量部分主要用来接收当前系统中的温度，然后发送到控制部分；温度控制系统主要是用来控制外部降温系统的，它接受来自温度测量部分的信号，然后与所要控制的温度信号进行比较，从而决定是否降温。
本设计同样采用这两大部分，通过对当前与控制温度的对比决定是否进行加热，从而达到控制温度的目的。
关键词：温度；测量；控制。
AbstractGeneral system for temperature is made of the part of measuring temperature and the part of controling temperature. The part of measuring is to receive the signal of current temperature. And then ,it will transfor this signal to the part of controling,which is to contorl if it should be heated up or cooled. The part of controling compare it to the controled temperature after receiving the signal from the forward. Then ,it is going to determine is the system need to be heated up or cooled. This design for water temperature is also made of these parts.This system control the temperature of water by comparing temperature to temperature to control to decide if to heat up.So that we can get the destination of controling temperature.Key words: temperature ; measure ;control1 绪论冬暖夏凉是人们对温度的第一感觉，而如果要对温度进行精确的测量，则要进行利用仪器进行测量，这就要用到温度测量和控制系统。
温度控制系统在工业生产，生活娱乐，仪器运行等很多方面都有着广泛的应用。
而现今很多的温度控制系统大多数都有很多的缺点，最主要的就是价格昂贵，反应速度慢或者是精度不高等。
这些缺点使得温度控制部分成为整个系统中的一个污点。
本设计通过本人自身的所学知识，以及所考虑到的问题，尽量设计比较完美的温度控制系统，希望通过设计这样一个简单而价格便宜的温度控制系统达到抛砖引玉的目的。
当然，现今应该是存在比我的系统更加完美的设计，如果可能，仅希望提供另外一种设计思路，也许会有某些火花的碰撞。
2 设计的技术指标及要求2.1设计任务及要求2.1.1设计任务根据技术要求和所给条件，完成对温度控制系统的设计，装配与调试。
2.1.2 设计要求一、设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
二、要求（1）控制密闭容器空气温度（2）容器容积>5cm*5cm*5cm（3）测温和控温围：0℃~室温（4）控温精度±1℃三、发挥部分（1）测温和控温围：0℃~（室温+10℃）2.2设计思想本次设计使用温度传感器收集当前密室的温度，然后经过各部分电路处理，与所要控制的电路进行比较。
电路根据比较的结果决定是否对密室空气进行降温，如果需要制冷会自动开启半导体制冷片。
当温度低于所控制的温度后，控制部分要断开制冷电路。
在不制冷的情况下，密室会自动升温，当温度上升到控制温度以下的时候电路就会依照以前的步骤重新来一遍，然后对密室进行降温，然后循环往复执行这样一个周期性的动作，从而达到把温度控制在一定围的目的。
3 选定方案的论证及整体电路的工作原理3.1设计方案选择3.1.1可行方案：方案一：通过集成运放构成的比例器，把温度传感器获得的信号放大，再将信号传输给功放，带动半导体制冷片工作，从而实现对温度的控制。
功放采用乙类双电源互补对称功率放大电路。
测温部分通过测温度传感器输出端与基准端的电压，在转化为相应的温度值。
其中，基准端的电压有事先调试好。
方案二：利用集成运放在非线性工作区（即饱和区）的输出端电压为正负电源电压的特性，构造温度比较器，将温度信号离散成为高电平和低电平，高电平时制冷，低电平时加热，从而实现对温度的控制。
其中功放采用乙类双电源互补对称功率放大电路。
测温部分方案同方案一。
方案三：用差分比例放大器（减法器）对信号实行第一次放大，再用反相比运算电路实行第二次放大。
用正、负两个电源。
功放采用乙类双电源互补对称功率放大电路。
3.1.2方案的讨论与选择：方案一可行，可是存在着许多缺点，如反应慢，且温度相近时，灵敏度也降低了。
方案二可行，它将变化的温度信息转变为离散的高电平和低电平，通过功放的作用，从而实现对温度的控制。
但是半导体制冷片一直工作在较大功率条件下，耗能较多，且加热器和制冷器始终有其一在工作中，所以会造成资源浪费，电路也相对复杂。
方案三可以很好得实现对温度的控制和测量，虽然方案三使用的电子器件较多且繁杂，电路也较复杂，但是对于控制电路来说更加准确，迅速，因为不需要对电路进行加热，则这个电路是不错的。
综合考虑之后，采用方案三作为具体实现方案。
3.2 选定方案的论证3.2.1选定半导体制冷器的论证TECTec(ThermoelectricCooler)即半导体致冷器。
半导体致冷器是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。
所谓珀尔帖效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。
重掺杂的N型和P型的碲化铋主要用作TEC的半导体材料，碲化铋元件采用电串联，并且是并行发热。
TEC包括一些P型和N型对（组），它们通过电极连在一起，并且夹在两个瓷电极之间；当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生″热″侧和″冷″侧，这就是TEC的加热与致冷原理。
是致冷还是加热，以及致冷、加热的速率，由通过它的电流方向和大小来决定。
一对电偶产生的热电效应很小，故在实际中都将上百对热电偶串联在一起，所有的冷端集中在一边，热端集中在另一边，这样生产出用于实际的致冷器。
如果在应用中需要的制冷或加热量较大，可以使用多级半导体致冷器，对于常年运行的设备，增大致冷元件的对数，尽管增加了一些初成本，但可以获得较高的制冷系数。
TEC的用途非常广泛，最典型的应用是激光器的温控和PCR的温控。
众所周知，激光器对于温度是非常敏感的，因此对TEC的要求非常高。
有些甚至要求将TEC和激光器同时采用TO封装，这就要求TEC的体积非常小。
能满足此要求的公司也不多，德国的Micropelt公司是一个代表。
其采用最先进的薄膜技术，并使用MEMS（微电机系统）进行加工，从而得到体积非常小的TEC。
3.2.2选定继电器的论证继电器是低压控制高压的部分，它的开启电压以及稳定性相当重要。
因为选用的电源电压是12V的，所以继电器的开启电压应当适当低于12V当接近它，因此选用开启电压为9V的比较适合。
另外，由于加热部分的电流比较大，所以继电器的承受电流要大，一般1000W的加热装置电流为4.5A，选择4.5A×2=9A 以上的比较适合。
3.2.3选定运算放大器的论证本设计对放大器的要求只是有较好的虚短和虚断特性，作为比较器时输出可以接近电源电压。
因此通用型的运算放大器便可满足要求。
因此选用通用型的ua741.3.3整体电路工作原理B U 为基准电位，通过调节1W R 获得，A U 为测量电位，由热敏电阻t R 决定，由于热敏电阻为负的温度系数，当温度升高时，t R 阻值变小，A U 电位降低。
这样，集成运算放大器1A 的输入就减小了。
假设温度升高，t R 阻值变小，A 点对地电位瞬时为负，由于从运算放大器1A 的反相输入端输入，C 点瞬时为正，由于从运算放大器2A 的同相输入端输入，D 点瞬时为正，则三极管基极电流增加，集电极电流也增加，右图中KA 是继电器中一个磁线圈，则磁线圈中电流增加，使左右图中开关KA 闭合，则半导体制冷器开始制冷，则温度降低，由此实现对温度的控制。
4单元电路的设计计算、元器件选择及电路图 4.1差分放大电路差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，以放大差模信号抑制共模信号为显著特征，广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。