温度报警电路

数字电路课程设计报告

姓名：***

班级:20100521

学号：**********

设计项目名称：温度控制报警电路

指导老师：***

基于multisims11.0的温度控制报警电路仿真设计本电路设计了一个温度控制报警器，并用multisims11.0进行了简单的仿真，其中为简化电路，采用一个可变电阻来代替热敏电阻。1、设计目标：

（1）当温度正常时，数码管按0→1→2→3→4→5的顺序循环显示；

（2）当温度超过设定值时，按0→1→2→3→4→5→6→7的顺序循环显示，同时绿色发光二极管点亮；

（3）当温度继续上升到一定值时，数码管不显示，同时红色发光二极管点亮。

2、设计思想：

温度控制报警电路的工作原理框图如图所示，包括振荡电路、计数电路、译码显示电路和温度控制电路。其中，温度控制电路是本电路的核心。振荡电路给计数电路提供计数时钟脉冲，当温度正常时，温度控制电路给计数电路提供一个信号，使其按设定的要求计数，并通过有明显死定了在数码管上显示。当温度超过设定值时，温度控制电路给计数电路提供信号，使其按要求进行报警状态下的计数，并同时点亮绿色发光二极管报警。当温度继续上升，温度控制电路给译码电路提供信号，使其停止工作，数码管不显示，并点亮红色发光二极管报警。温度的改变使温度控制电路提供3个不同的控制信号，最终提

供计数、译码显示电路显示出来。-

3、单位电路设计： （1） 振荡电路

为简化起见，本电路采用100Hz 的时钟信号源提供计数时钟脉冲。

（2）译码调制：

本电路采用CMOSCD4511芯片作为数码管前的译码部分，其功能表为

当连接4518的4、5脚时，数码管按0→1→2→3→4→5的顺序循环显示，其调试仿真结果为

(3)温度控制电路

（1）在温度规定的范围内，相当于可调电阻比例比较小时，U4B

同乡端电压较低，使V+

66.7%）时，此时的电压，比较器U2A 翻转，输出高电平，三极管有基极电流，三极管饱和导通，常闭继电器K1有电流通过，常闭点断开，而常开继电器K2无电流通过，故绿色发光二极管变亮，U1B 输出低电平，红色发光二极管不亮，数码管应按0→1→2→3→4→5→6→7的顺序循环显示

（3）当温度继续升高（）80%）时，U2A 输出低电平，常闭继电器K1无电流通过，绿色发光二极管不亮，U1B 输出高电平，常开继电器K2有电流通过，红色发光二极管变亮，CD4511的4脚BI 为高电平，数码管不显示。

4：简单计算：

4511BD_5V 芯片的所需电压为5V ，数码管

SEVEN_SEG_COM_K_YELLOW 的最小导通压降为1.83V ，最低电流为5mA ，则数码管所串联的电阻范围为：

Ω===

63710*583

.1-5-3

-max ON ON DD I V V R

U2A 比较器2脚电压为

V

V R R R V V CC 810k

5k 10k

*12*3232=+=+=。

则由CC V GND R R →→→32回路可知，当可变电阻的阻值比

=%7.661282==V V V V CC 时，绿色发光二极管LED1刚好变亮；

U1B 比较器LM324AJ 的6脚电压为

V

V k k k

R R R V V CC

1010210*126566=+=+= 则由CC V GND

R R →→→65回路可知，当可变电阻的阻值比

=%8012106==V V

V V CC 时，红色发光二极管LED1刚好变亮。

6、仿真结果显示:

（1）当可变电阻阻值小于67%（图中为60%），LED1/LED2均不

亮，数码管应按0~1~2~3~4~5的顺序循环显示

可变电阻

常开

常闭

常开

（2）

当可变电阻阻值大于67%且小于80%时（图中为70%），LED1变亮，LED2不亮，数码管应按0→1→2→3→4→5→6→7的顺序循环显示

（3）当可变电阻阻值大于80%时（图中为85%），LED2变亮，LED2不亮，数码管消隐。

7、改进思路：

（1）可以增加一个蜂鸣器来报警；

（2）在实际中，应用热敏电阻来代替可变电阻R1；

（3）当红色发光二极管变亮时，应该增加一个电路来控制绿色发光二极管熄灭。