《模拟电子技术基础》课程设计说明书-温度监测系统设计仿真与实现

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1、武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信0906指导教师：工作单位：信息工程学院题目:温度监测系统设计仿真与实现初始条件：可选元件：热敏电阻，集成运算放大器，电容、电阻、电位器，二极管，led等；或自选元器件。直流电源±12V，或自选电源。可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等。要求完成的主要任务:（1）设计任务根据要求，完成对温度监测系统仿真设计、装配与调试。（2）设计要求①利用学过的集成运算放大器构成的比较器、振荡电路等应用电路进行设计；当温度在设定范围内时报警电路不工作；当温度低于下限值或高于上限

2、值时，声光报警；上、下限报警led用不同颜色。②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。（用Proteus画电路原理图并实现仿真）③安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。时间安排：1、2011年1月3日至2011年1月7日，完成仿真设计、制作与调试；撰写课程设计报告。2、2011年1月8日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日18武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书目录1.电路设计及原理分析31.1设计任务3

3、1.2技术指标31.3电路原理图31.4基本原理32.电路模拟与仿真52.1仿真软件52.2创建电路模拟图72.3元件列表82.4仿真记录与结果分析83.实际电路的安装调试133.1元件参数确定133.2电路板布线设计133.3焊接133.4调试与测量133.5分析结果及改进144.总结155.心得体会156.参考文献1718武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书1.电路设计及原理分析1.1设计任务通过Proteus软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图

4、进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。1.2技术指标a.当温度在设定范围内时报警电路不工作；b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警；c.上下限低于报警led用不同颜色；d.上下限可调；e.控温精度度1℃f.监测范围0.5℃1.3电路原理图图1-1电路原理图18武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书1.4基本原理本课设选用热敏电阻作为温度感应元件。热敏电阻的基本特性是温度特性。由于热敏电阻是由半导体材料制成的，其中的载流子数目是随温度的升高按指数规律迅速增加的。载流子数目越多，导电能力越强，其电阻率也就越小，因此热敏电阻的电阻

5、值随着温度的升高将按指数规律迅速减小。这和金属中自由电子的导电机制恰好相反，金属中的电阻值是随着温度的上升而缓慢增大的。热敏电阻有正温度系数，临界温度系数与负温度系数之分，本实验所用的为负温度系数的热敏电阻,在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线是一条指数曲线，可表示为RT=e式中，RT为温度为T时的电阻值，与β为与半导体性能有关的常数，T为热敏电阻的热力学温度。本课设用的比较器器件是LM324，这是一个带有四个运算放大器的芯片，其管脚如图所示。我们选择第一组和第二组进行高低温比较。图1-2LM324示意图集成运算放大器A1、A2构成单门限

6、比较器，A4构成振荡电路。电路中的热敏电阻Rt与RV3串联，分压值为Va，分别加在运放A1、A2同相端与反相端上，与上、下限设置温度RV1、RV2的分压比较，当Va介于上限、下限电压值之间时，A1、A2均输出高电平，D2、D3反偏截止均不亮；当Va大于RV1的分压时，A2输出低电平，D3发光。当Va大于RV2的分压时，A1输出低电平，D2发光。任何一个发光二极管导通时A4所在电路即产生振荡，驱动喇叭发出报警声。调整C3、R8可改变振荡频率。调节RV1和RV2可分别调整报警的上限和下限。当电位器上端阻值减小时，报警点下降。当上端阻值增大时，相应

7、的报警点升高。调节RV3可以调整比较电压的大小，从而能根据热敏电阻的温度特性与环境变化带来的需求变化进行调整。其他各电阻起分压作用，以便各电位合适。该电路可以监测在一定温度下的环境，当高于上限或低于下限时会亮灯并报警，可以很好用于很多温度监测领域。18武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书2.电路模拟与仿真2.1仿真软件2.1.1proteus简介Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机

8、及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。P