温度调节控制器实习报告.doc

中 南 林 业 科 技 大 学 涉外学院实验报告 名称：温度调节控制器 姓 名: 刘凌杰 学号 专业班级：09级电信一班 地 址：林科大涉外学院 时间：2011/10/9 目录 第1节 任务 性能及指标 2 第2节 实现设计的方案 3 第3节 系统设计 3 3.1芯片的选择 3 3.2传感器的选择 4 3.3显示器的选择 4 3.5 系统电路图分析 4 第4节 调试及性能分析 5 第5节 相关知识概述 5 第6节 实训体会 7 参考文献： 7 第1节 任务 性能及指标 1、设定温度可调：24—27℃。 2、设定温度用发光二极管表示。 3、当电路检测到环境温度高于设定温度时，表示控制信号的发光二极管亮，否者表示控制信号的发光二极管不亮。 第2节 实现设计的方案 温度调节控制器采用可调式温度控制电路和传感器技术，其中温度信号用二极管显示，因此采用移位计数器4017对单脉冲信号进行计数（单脉冲电路的按键就是设定温度的调节按键）。 温度传感器采用LM35，它将环境温度的信号转换为电信号（该实验作品模拟环境温度的变化）。 原理框图 系统设计 3.1芯片的选择 确定小组的主题任务后，我们进行了对芯片的选择工作，用到的芯片有（4066 4017 LM324 555 4011） 3.2传感器的选择 采用LM35传感器，测量温度范围为0℃——100℃，在所需温度范围内，精确度很高。另外LM35功耗非常小，器件在不同温度下使用时从电源吸收的电流为恒定的50uA，所以一般不到1mW的功率，所以该元器件具有很强的稳定性。 3.3显示器的选择 由于所需温度范围较小，设定温度信号用发光二极管来显示，同时也用二极管的亮与不亮来显示电路输出的控制信号。 3.4系统设计总体电路图 3.5 系统电路图分析 仔细研究电路原理图，集成块LM555构成了单脉冲信号发生电路，集成块4017构成四位脉冲分配器（讲Q4接到复位端，当Q4为高电平时，计数器立即复位），集成块4066的四个模拟开关的状态分别由4017的四个输出端Q0,Q1,Q2,Q3控制，由于4017的输出端在任何时候都只有一个输出端为1，所以4066的四个模拟开关只有一个导通，在按键的作用下四个模拟开关轮流导通，所以通过电阻分压的四个电压只有一个电压通过导通的开关再通过隔离级送入比较器的一个输入端。由于设定的温度值是有所选择的电压决定的，而这个电压又是由4017的输出状态决定的，所以设定的温度与4017输出状态存在一一对应的关系，由于本电路只设计了四个温度，所以用四个发光二级管来显示设定温度就可以了。 调试及性能分析 经过多次的实验调试可以看到，当接通电源后，会有一个发光二极管亮，每按动一次按钮S，用来显示温度的发光二极管亮着的灯会发生转移，并且四个显示温度的发光二极管始终只有一个亮。 相关知识概述 1. 由于在LM35在电源电压范围在+4V---+20V,输出端输出直流电压与温度的对应关系为10mV/℃，因此需要对温度信号进行放大，得到合适的与温度对应的电压信号。设计电路选用0.1V/℃，因此用到了四运算放大器LM324将其电压信号放大了10倍。 其放大原理图为： 2.是否出现控制信号，是有环境温度大小和设定温度大小关系决定，当环境温度高于设定温度时，电路输出控制信号，表示控制信号的发光二极管亮。当环境温度低于设定温度，电路不输出控制信号，表示信号的发光二极管不亮，因此需要用到一个电压比较器。 3.该实验设定的温度信号是用发光二极管来显示的，用到的移位计数器CD4017BD可以对单脉冲信号进行计数，因此可以通过按键设定温度的大小，计数器没接受到一个脉冲，1状态从Q0端开始依次向高位移动一位。注意到，输出端任意时间都只可能有一个端为一，而其他为0。个数据输出端的输出电流不能大于1mA，因为移位计数器负载能力较差。 4. 555定时器在电路中的应用： 当按键按下时，“2”脚电位为0,“2”脚所在比较器C2同向输入端电位低于反向输入端电位，所以该比较器输出低电平0，G2输出高电平1，G1输出低电平0，泄放三极管T截至，反相器G3输出高电平1，脉冲信号开始形成。注意到此时7脚与内部是断开的（T截至），电源通过R14对电容C2充电，6脚电位开始升高，当升高到2/3VCC时，比较器C1从高电平跳到低电平0，G1输出高电平（T饱和导通，电容电荷立即全部泄掉），G3输出低电平，脉冲信号结束。单脉冲信号有3输出，单脉冲维持的时间理论计算得， T=1.1R2C2， 本电路取值T=0.33S 取 R2=3M， C