毕业设计（论文）-恒温器设计

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1、毕业论文(设计)用纸.目录引言1第一章恒温器总体设计方案31.1设计指标31.2温度计的设计31.3控制器的设计51.4总体方案的设计7第二章设计方案的理论分析92.1温度传感器92.2A/D转换器102.3比较器112.4控制装置112.5译码和显示122.6计数装置122.7电源132.8搅拌装置13第三章系统调试与数据分析14第四章设计方案的改进164.1系统工作原理164.2软件设计19结论23致谢24参考文献25英文摘要27佳木斯大学教务处第26页毕业论文(设计)用纸引言随着电子技术的飞速发展，各种电子器件的应用范围越来越广，人们对电子制作的兴趣也越

2、浓厚，陆续设计出大量电子产品并应用于各种领域。大家熟知的恒温器就是电子产品的典型，恒温器技术的飞速发展对我国工业、农业、国防的自动化生产和自动化水平产生了深远的影响，它被广泛的应用于我国的各个行业，在我们的生产和生活中发挥了不可估量的作用，提高了效率，有效的降低了能耗。如：在很多企业的生产过程中的实时控温系统，提高了生产效率和产品质量；在生活中，空调、冰箱冰柜、热水器、孵化器等家用器件中，恒温器也起到了至关重要的作用；医学中用的恒温槽、恒温箱也都是恒温器的重要应用；工业中，在材料烧结、热处理的工艺过程中，温度控制是一个非常重要的环节，控制精度直接影响着产品质量

3、的好坏，恒温器在这里也发挥着重要的作用。综上所述，恒温器与人们生产、生活是密切相关的。佳木斯大学教务处第26页毕业论文(设计)用纸由于目前市场上的恒温器多通过热敏开关来控制温度的，热敏开关主要由金属感温片和机械触点组成。利用金属感温片受热时的机械变形来带动触点，使之闭合或断开。从而达到减温的目的，这种热敏开关由于长时间使用其机械性能变差，动作点温度降低,就会使温度达到所需要的温度要求，因此，用其控制温度不太适合。此外，大多数恒温器不能随时地任意设定所需的温度值。给消费者在使用上带来诸多不便。因此，开发一种克服上述缺乏或不足的恒温器势在必行。我设计的恒温器就是基

4、于这一目的研制出来的一种电子产品。新型恒温器是一种利用数字信号自动控制温度的系统。系统通过模/数转换的信号一路显示当前温度。一路与脉冲信号通过比较器比较后控制可控硅的通断以实现控温的目的。文章中主要介绍了该恒温器的设计原理、部件理论分析与调试、数据分析及方案的改进。佳木斯大学教务处第26页毕业论文(设计)用纸第一章恒温器总体设计方案1.1设计指标设计制作一个水温自动控制系统，控制对象为净水，容器为铁质器皿，水温可以在0～99C之内人工设定，并能在环境温度降低时自动调整，以保持设定的温度基本不变。恒温器设计要求如下：1.温度设定范围为0～99C最小区分度为1C标

5、定温度差1C2.当环境温度降低时,温度控制的静态误差1C3.用十进制数码显示水的实际温度。1.2温度计的设计由于该恒温器需要即时显示水温。所以就必须设计一款适合的温度计。我以半导体二极管和A/D转换器等一些电子元件设计了一种数字式电子温度计。其测温范围为0～100C，测温精度达0.1C，佳木斯大学教务处第26页毕业论文(设计)用纸完全符合设计的要求。图1.1是温度计的工作原理方框图。图1.2为温度计的电路图。温度计由串联的两个IN4148组成温度传感器来采集温度信号。该信号为模拟信号，经过A/D转换器处理后驱动数码管显示温度。IN4148温度采集LED显示IC

6、L7107A/D转换图1.1温度计工作原理方框图电阻R6～R8，二极管VD1～VD3，三极管V1构成温度传感器电路。其中VD1、VD2串联作为测温探头。R6～R8、VD3、V1构成恒流源电路，给测温探头提供恒定的正向电流，二极管VD3起温度补偿的作用，保证恒流的温度稳定性。温度计的核心部件是ICL7107，它是美国INTERSIL公司生产的A/D转换器，是单片CMOS三位半双积分型A/D转换器，它内部包含了线性放大器、模拟开关、时钟脉冲振荡器、基准电压源、七段译码器和LED显示驱动电路。因此ICL7107可以直接驱动共阳极LED数码管。ICL7107是在双电源

7、＋5V，－5V供电条件下工作。还具有自动校零和极性自动转换功能，ICL7107功能强、功耗低、输入阻抗高。电路中R1和C1构成振荡器的RC网络。R1和C1按图示取值时，时钟脉冲频率为45KHZ，这时每秒钟约可出现三次读数，即三次A/D转换。电路中C5是积分电容，R2是积分电阻，C2是基准电容，C3为输入滤波电容，R3为输入限流电阻。由于C5和R2佳木斯大学教务处第26页毕业论文(设计)用纸直接影响电路的测量精度。所以应保证二者的质量。积分电容应选用具有较低的介质吸收性能的聚丙烯电容，积分电阻选用无感式涤纶电容。R9～R12为限流电阻。核心部件ICL7107与国

8、产的CAD7107及Teledyne半