模电课程设计设计报告--温度检测上下限报警电路

电子信息与工程专业模拟电子技术课程设计

设计报告

2011年7月

苏州科技大学电子与信息工程学院

模拟电子技术

课程设计报告

课设名称温度检测上下限报警电路学生姓名学号

班级

同组姓名

指导教师叶晓燕

2011 年 7月

苏州科技大学电子与信息工程学院

模拟电子技术

课程设计报告

1．设计课题：

温度检测上下限报警电路

2．课程设计目的：

（1）巩固所学的相关理论知识；

（2）实践所掌握的电子制作技能；

（3）会运用multisim工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计

（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则

（5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题

（6）学会撰写课程设计报告

（7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风.

（8）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力

3．系统知识介绍

本设计的工作原理主要分为温度电压转换、信号调理及报警几部分。

本实验由于在仿真时，没有温敏电阻的实际模型，所以用滑动变阻器直接代替温敏电阻的功能进行试验。本设计采用放大电路，将代替温敏电阻的滑动变阻器传送过来的电压进行放大，以便于观察。双限报警部分是采用窗口比较器实现的，设定15℃和30℃对应的电压值为上下限阈值，输入电压与上下限值进行比较，若在这个范围之内，说明室温处于正常状态不警报，若温度低于15℃，则绿灯亮；若温度高于30℃，则红灯亮。

4．电路方案与系统、参数设计；

（1）电路系统设计：

§1温度电压信号采集

首先，通过代替温敏电阻的滑动变阻器，模仿温度变化温敏电阻阻值的变化，温度升高，温敏电阻的阻值减小，也就是滑动变阻器的阻值减小，温度降低，温敏电阻的阻值增大，对应于滑动变阻器的阻值增大。

§2信号调理

为了防止所传送的电压值达不到发光二极管的阈值电压，在电压信号传送的始端，加上一个信号放大电路，放大系数0 5.1 5.11v i V k A V k

===，电压跟随器的使用，使输出电压稳定，提高带负载的能力。

§3双限报警电路

双限报警部分采用窗口比较器实现，双限报警电路图如图。设定15℃和30℃对应的电压值为上下限阈值，输入电压与上下限值进行比较。若在这个范围之内，说明室温处于正常状态不警报；若高于30℃对应的电压值，则红灯亮报警；若低于15℃对应的电压值，则绿灯亮报警。

其中，如下面作图所示是对温敏电阻传送过来的信号进行比较的电路，上面部分如下图右边电路所示，是对比较以后的信号进行报警的电路，反应温度的情况，图中所示是温度低于设定值的结果。

（2）电路功能框图：

（3）元器件与参数设计：

在控制温度上下限的产生信号电路部分，选用+5V 电源、两个1k Ω电阻，两个5k Ω滑动变阻器组成。

信号放大电路由OPAMP_3T_BASIC 运算放大器、k Ω固定电阻及1k Ω固定电阻组成。

温度电压信号双限

电压比较电路部分主要由LM358M组成，当正向电压高于反向的电压时，则输出高电平，否则输出低电平。基于它原理简单适合本设计，故采用它作为窗口比较器的主要器件。

LM358M的简单性能介绍，运放类型：低功率；运放数目：2；带宽：1M Hz；

针脚数：8

工作范围：0℃-70℃；额定电源电压：+5V；输入偏移电压：最大7mV

（4）电路图与器材清单表

器材清单

（5）电路仿真：multisim仿真软件界面：

实验效果：

低温报警高温报警

高温检测信号输出波形低温检测信号输出波形

温敏电阻产生的电压信号波形低温控制信号阈值电压波形

高温控制信号阈值电压波形电路仿真图：

实际效果：通过电路的设计仿真，实现了对温度上下限的报警功能。

5．设计总结

（1）课题选择的情况总结；

在设计的过程中我们用了自己的理论知识去分析和计算电路图，虽然将所学的知识运用到现实当中去了，但是我们从这次课设中总结的结论是，理论永远是理论知识，而实际往往和理论的有些偏差，因为我们不可能把实际当中的任何情况都能考虑进去，只有通过不断地去调试，理论与实际结合才能把系统顺利完成。

（2）知识与技能应用情况；

这次的综合课程设计里我们学到了很多，也温故了许多以前学习过的软件应用知识，如Multisim、Protel等，使得我对这些操作软件更加熟悉，应用更加熟练，这对我今后的应用很有帮助。在完成课程设计的过程中，我们查阅了许多关于课程设计题目的资料，这些新知识对我们日后的学习会有所帮助。

我们对电路和低频这两本书有了更深层次的认识，掌握了如何运用书本的知识去做一个较简单的系统，最终，通过大家努力把温度检测报警系统设计出来了。

（3）进度与时间:2011年6月20日~2011年6月28日；

（4）建议和改进；

首先，本电路所用的元器件以及整体构思都比较一般，并没有什么先进性。

其次，元器件的精确度也不是很高，比如用LM358M放大器，其精确度也是有限的。再有，自己所设计的放大部分的参数选取不够完美，问题考虑不周，并不是所有温度都能超限报警。然后，由于所学知识和能力有限，设计的电路还有不完善之处，许多地方仍然需要改进，从而减小误差，增加其实用性。这个可以当我们所学知识更加充分时去完善它。

6．主要参考文献

[1] 康华光，《电子技术基础-模拟部分》，北京，高等教育出版社，第五版

[2] 阎石，《数字电子技术基础》，北京，高等教育出版社，第五版

[3] 朱彩莲，Multisim 电子电路仿真教程[M ]，西安，西安电子科技大学出版社, 2007年

[4] 王建新, 姜萍，电子线路实践教程[M]，北京，科学出版社, 2005年

[5] 高吉祥，电子技术基础实验与课程设计[M]，北京：电子工业出版社，2005年