多路温度巡回检测电路设计报告

课程设计(论文)

题目名称多点巡回检测电路

课程名称电子技术课程设计

学生姓名陈逸

学号1141201095

系、专业电气工程系

指导教师刘祥民老师

2013年12 月22日

邵阳学院课程设计（论文）评阅表

学生姓名陈逸学号1141201095

系电气系专业班级11电二

题目名称多点巡回检测电路课程名称电子技术课程设计一、学生自我总结

二、指导教师评定

注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；

2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

邵阳学院课程设计（论文）任务书

注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；

2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）：学生（签字）：

摘要

本文叙述的是一个八路温度信号进行巡回检测电路设计。本电路包括多路振荡器电路，LED测量点显示电路，巡回检测电路，传感器电路五部分组成。在传感器电路中使用的温度传感器把被检测信号变为电压信号，用模拟比较器把被检测信号进行处理，直接用数字电压表测出与温度值对应的电压值，并显示出该点是“第几路检测点”。本设计电路简单，可在生活生产中广泛使用。

关键字：传感器；温度检测；巡回检测

目录

摘要

1 概述 (7)

2 方案论证 (7)

3 电路设计 (9)

3.1 时钟发生电路 (9)

3.2 八进制循环发生电路 (9)

3.3 LED 数字显示 (10)

3.4 温度采集阵列 (11)

3.5 八通道模拟开关电路 (13)

4 性能的测试 (14)

5 结论、性价比 (17)

6 课设体会及合理化建议 (17)

参考文献 (18)

附录Ⅰ (19)

附录Ⅱ (20)

1、概述

本课题要求用电子电路实现八路通道温度电压有规律的选择、测量。课题涉及了涉及了555定时器、数字计数器的循环计数、LED数字驱动电路以及电子芯片模拟开关的使用。

本课题的测温范围为0℃到100℃，通过对元器件的调整同样可以进行更大范围、更多通道的温度测量选择。本方案测量精度高、切换速度快、管理方便并可在很多领域得到更好的应用。

课题要求电路要测量至少8点的温度，首先将温度转换为直流电压，由数字电压表(DvM)直接读取，该读数正比于测量点的温度。另同时要通过计数、译码、显示电路显示出是“第几路测点”。

测温范围为0℃到100℃；测量的相对误差≤1℃。

本课题的设计结果可应用于需要对多温度进行监控的领域，方便统一控制，在经过集成后可以制作成定时开关电路，接入压力、声音等传感器可以实现更多信息的巡回检测监控。

2、方案论证

方案一如图2-1：

图2-1 多路温度巡回检测电路的原理框图（方案一）

方案一原理说明：在开启电路后由开关脉冲激活第一个555单稳态触发器，在有效时

间内测温模块通过控制电路与电压表接通，温度通过电压表显示，计数器置零，LED显示当前通道编号即数字“0”。在555有效信号停止时由其触发下一个555单稳态触发器，使模块二与电压表连接，计数器加一后显示当前通道编号并由电压表显示模块二的电压，以此类推，直到最后一个通道的触发器关闭时触发通道0，计数器重新置零，开始新一轮的巡回检测。

方案二如图2-2：

图2-2 多路温度巡回检测电路的原理框图（方案二）

方案二原理说明：电路开启后有555定时器每隔一段时间产生一个一定时间的脉冲，控制八进制循环发生电路产生对应的开通信号到模拟开关电路，LED显示当前有效地通道编号。八个模拟开关在同一时间只有一个开通，使电压表测出对应的温度传感器的电压，进而显示所选通道对应传感器的温度。

方案对比：

方案一的模块化较明显，通过每一个555单稳态触发器控制该通道显示的时间，同时在通道关断时激活下一路的触发控制电路。该方案可以很方便的控制每一个通道的温度显示间隔，并且在添加测温通道时可以以模块的方式进行添加，相对比较方便，但成本相对高，维护也更加繁琐。

方案二简单实用，通过调节555定时器可以方便的控制通道间切换的时间间隔，并通过电压表对温度进行显示。电路较简单成本相对较低。但对于要额外增加测温通道的电路实际改动可能比较复杂。

综合比较，在使用固定通道数的温度巡回检测系统中采用方案二比较经济实惠，同时更方便维护

3、电路设计

3.1 时钟发生电路（555多谐振荡器）

本电路拟定电压表测量电压足够快，5秒时间可以使采集人员记录到稳定的电压度数（温度）。对于电路，要求555多谐振荡器每隔5s 产生一个下降沿信号，即频率为0.2Hz 。 根据555触发器的相关推导公式：T =22T T +=()21R R +2ln C

()()212112//R R R R T T q ++==令周期T = 5s ，占空比q= 60%,设1R = 100KΩ 解得相关参

数：1R = 100K Ω；2R = 200KΩ；c = 14.43μF 电路图如图3-1

图3-1时钟发生电路

3.2 八进制循环发生电路

八进制循环发生器是对74LS160 十进制计数芯片的一种修改方案，对其输出信号进行 判断。循环采用同步置数，由0～7 进行循环，当输出 Q=0111（7）时，则对~LOAD 端

置低电平，使计数器置0000（0）。同时Q1、Q2、Q3 输出则为输出计数对应的二进制码。 因为电路需要8 路控制信号以控制模拟开关的工作，显然需要将二进制码转换为单一的控 制信号。采用3 线-8 线译码器74LS138 进行译码。对其输出信号取反后以高电平为有效控制开关电路的开通与关断。 电路图如图3-2

图3-2八进制循环发生电路

3.3 LED 数字显示

本部分采用7448 显示译码器驱动电路，LED 显示部分采用共阴极显示模块，通过上拉电阻对电压分压并对显示部分供电。

经查询模块特性，得知LED 显示模块的工作电压为1.66V ，工作电流为10mA 。 上拉电阻计算()()11.0/66.15/-=-=on f CC I V V R =334Ω 7448 的ABC 输入端分别接160LED 的计数输出，D 悬空，完成对160 计数的同步显示。 电路图如图3-3