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1、专业与班级：中兴121姓名：黄鹏飞学号：6100212197温度控制电路设计一、设计任务设计一温度控制电路并进行仿真。二、设计要求基本功能：利用AD590作为测温传感器，TL为低温报警门限温度值，TH为高温报警门限温度值。当T小于TL时，低温警报LED亮并启动加热器；当T大于TH时，高温警报LED亮并启动风扇；当T介于TL、TH之间时，LED全灭，加热器与风扇都不工作（假设TL＝20℃，TH＝30℃）。扩展功能：用LED数码管显示测量温度值（十进制或十六进制均可）。三、设计方案AD590是美国ANALOGDEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源
2、电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1µA/K。AD590适用于150℃以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。主要特性：流过器件的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(K)度数；AD590的测温范围为-55℃~+150℃；AD590的电源电压范围为4～30V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；输出电阻为710mΩ；精度高，AD590在-55℃~+-15
3、0℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。基本使用方法如右图。AD590的输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。Vo的值为Io乘上10K，以室温25℃而言，输出值为10K×298μA=2.98V。测量Vo时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。温度控制电路设计框图如下：温度控制电路框图10专业与班级：中兴121姓名：黄鹏飞学号：6100212197由于Multisim中没有AD590温度传感器，根据它的工作特性，可以采用恒流源来替代该传感器，通过改变电流值模拟环境温度变化。通过温度校正
4、电路得到实际摄氏温度电压值（可适当放大到几伏特，不超过5V），再送温度判决电路判决，需根据报警温度确定门限比较电压值，电路均可用运算放大器及电压比较器来实现。可采用三极管和继电器（RELAY）来控制驱动风扇与加热器，在仿真中用DCMOTOR代替风扇、HEATER代替加热器，并加上发光二极管来指示其是否工作。温度显示部分可采用ADC模数转换芯片来实现，将实际温度电压值通过ADC芯片转换成数字逻辑信号再通过数码管显示。CommentDescriptionDesignatorQuantityAD590U51直流电机B11瓷片电容33uFC11LEDD1,D2,D3,D4,D55数码管DP1,DP22
5、LM7805P11滑动变阻器10kR1,R7,R9,R104电阻10kR2,R3,R4,R5,R65电感1HU72LM324NU11ADC0809U21SN7448NU3,U42有源晶振Y1174LS161U5,U62继电器Y5.Y62跳线帽U3,U9,U11,U128NPN三极管8050U13,U15,U15,U168排针U17,U18,U19,U204四、电路仿真与分析1）总体仿真图10专业与班级：中兴121姓名：黄鹏飞学号：61002121972）温度采集电路和应答电路温度采集：AD590，美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：流过器件的电流（mA）等于器件所处
6、环境的热力学温度,AD590的测温范围为-55℃到+150℃。电源电压可在4V-6V范围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。AD590的输出电流I=（273+T）μA（T为摄氏温度），因此测量的电压V为（273+T）μA×10K=（2.73+T/100）V。为了将电压测量出来又务须使输出电流I不分流出来，我们使用电压跟随器其输出电压V2等于输入电压V。（左图）应答电路：本设计采用的是LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。LM324系列由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器，其中专为从单电源供电的电压范围经营。从分裂电
7、源的操作也有可能和低电源电流消耗是独立的电源电压的幅度。AD590的电压经过射随器之后，进入电压比较电路，TL（20℃）为低温报警门限温度值，TH（40℃）为高温报警门限温度值。所以比较电压的上下门限为V=（273+T）μA×10K=（2.73+T/100）V即2.93V—3.03V。当温度低于20℃时，射随器的电压低于2.93V的门限，加热电路启动，电热丝工作，使温度升高。当温度高于20℃时，射
