测控电路课程设计

课程设计结题报告

课程名称

题目温度测量与显示及报警电路

指导教师

系别

专业

学生姓名

班级/学号

成绩________________________

目录1

一．温度测量与显示及报警电路的设计

1.设计目的 (4)

2.设计任务及要求 (4)

3.设计内容 (5)

3.1）稳压源电路的设计 (5)

3.2）测量电路的设计 (6)

3.3）放大电路的设计 (6)

3.4）报警电路的设计 (7)

3.5) 整体电路 (8)

3.6）实际效果图 (8)

4.元器件选择 (9)

4.1）热敏电阻的选择 (9)

4.2）放大器的选择 (10)

4.3）比较器的选择 (10)

5.电路的调试 (11)

6.设计的体会及其改进建议 (13)

温度测量与显示及报警电路的设计

一．设计目的

运用有关的课程的基础理论知识和技能解决实际问题的能力，提高本专业必要的基本技能、方法和创新能力。完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节、掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。了解有关电子器件和集成电路的工作原理。

二．设计任务及要求

设计内容：室内环境参数测量及安防报警电路设计

1）温度、湿度、照度测量与显示、报警电路设计；

2）破门入室、破窗入室、室内防盗、火灾,燃气泄露等报警电路设计。基本要求：

1）用电路实现，不用软件；

2）用数字表头实现测量值的显示；

3）能够设置环境参数测量值报警上下限，并实现声、光报警。

主要性能指标：

本次设计的题目为温度报警器的设计，运用温度传感器的温度特

性从而达到在一定温度时的报警作用。其主要功能和指标如下：

1.利用温度传感器（热敏电阻）测量某环境的温度

2.报警器的报警温度可调，范围为（0—50℃）

3.采用蜂鸣器报警，声音大小由环境温度与报警温度的差值决定

三．设计内容

3.1稳压电源电路的设计

要使电路能够稳定的工作首先就要提供一个稳定的电源，如图1就是我设计的稳压源电路图，电路中的LM358P为电压跟随器，用来形成稳定的电压源供测量电路使用。图中1N4732A为4.7V稳压管，调节R8使电压跟随器LM358P的输出Uo1稳定为2.5V，为后面的测量电路提供稳定可靠地电源供应。

其电路原理图如图1：

Uo1

图1

3.2测量电路的设计

如电路图图2所示其中R1为负温度系数热敏电阻，即随着温度的升高，阻值增小。该热敏电阻在常温（24°C）时电阻为160欧姆。电路原理图如图2，电路图中的V1即为上一步骤中的稳压电源提供的电压，该电压稳定在2.5v. R1为一定值电阻。

图2

3.3放大电路的设计

电路图如图3所示，利用运放LM358构成差动放大电路，运放LM358对从5脚和6脚过来的电压进行相减放大。在该调节过程中发现lm358p有时候7口会没有输出，这时候用电压表测得5口和6口电压差值较大，我的解决方法是我调节图3中R2的电阻使得6口的电压与5口电压差值较为接近，这时候7口就又重新有输出了。

图3

3.4报警电路的设计

报警电路的设计，我们运用了比较器，如图4所示lm358n的2口接入一个比较电压v1 当3口的电压大于2口时1口才会有输出，当蛋3口小于2口时1口没有输出，所以当温度升高到一定数值，比较器就会有输出，从而激活报警电路工作，报警部分为光报警和声报警，光报警为发光二极管发光，声报警为蜂鸣器响。电路如图4。

图4 3.5整体电路

整体电路如图5

图5 3.6实际效果图：

四．元器件选择

4.1热敏电阻的选择

热敏电阻的选择为负温度系数热敏电阻，负温度系数热敏电阻随着温度的升高，电阻值降低。常温下（24°C）阻值为160Ω。型号为NTCXKMZ4。该热敏电阻的阻值的变化范围为100Ω到200Ω。

4.2放大器的选择

该电路中采用了运放LM358，其引脚图，及各部分功能如下：

在LM358中有两个单独的运放，在他的8个引脚中，下图引脚1-3为一个运放，5-7为第二个运放，其中1脚和7脚为输出端，2脚和6

脚为反相输入端，3脚和5脚为同相输入端。

相应的逻辑功能图如下图：

4.3比较器的选择

比较器在电路中我们选择的是LM358N。

LM358的特点:

内部频率补偿，低输入偏流，低输入失调电压和失调电流，共模输入电压范围宽，接地，差模输入电压范围宽，等于电源电压范围，直流电压增益高(约100dB) ，单位增益频带宽(约1MHz) ，电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5 一±15V)，低功耗电流，适合于电池供电，输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)。

报警电路的设计，我们运用了比较器，如图4所示lm358n的2口接

入一个比较电压v1 当3口的电压大于2口时1口才会有输出，当蛋3口小于2口时1口没有输出，所以当温度升高到一定数值，比较器就会有输出。我们运用比较器来对后面报警电路的辅助设计，当我们的温度不断的升高，并达到我们设定的数值时，通过比较器报警电路接通，进行报警，当温度降低，低于我们设定的数字是比较器没有输出，报警电路停止工作。我们运用LM358N来作比较器，输入3为放大器后出来的电压值，输入2为设定的比较电压值，只有当输入3的电压增大并大于输入2的电压是，输出1才会有输出，否则输出为零。

五．电路调试

在电路调试的过程中主要是分为3个部分，第一步为调出一个2.5v 的稳压电源，为后面的测量电路提供稳定的2.5V稳定电压.

如图7

图7