SCF模数电路仿真设计,用的是Protues-精选文档.ppt

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1、第11讲模数电路的仿真设计1、学习目的与要求（1）会仿真设计由模拟电路组成的各单元电路（2）会仿真设计由数字电路组成的各单元电路（3）掌握模数电路的层次式仿真设计方法（4）进一步熟悉虚拟仪器检测、调试模数混合电路的仿真设计（5）掌握由模拟、数字电路的单元电路组成大型综合系统的仿真设计2、水温控制系统设计仿真设计仿真设计要求：（1）模拟一个水温自动控制系统，当水温小于或等于20℃时，系统自动加热；（2）当水温高于或等于50℃停止加热；（3）并用数码管显示其温度情况，水温测量用热敏电阻，加热及停止用不同颜色的发光二极管显示 。3、水温控制系统总体框图被测对象加热/停止控制加热/停止状态显示信号调

2、理（非电量转换成电量并放大）温度显示水温检测由于被测是温度，由设计要求，温度检测用热敏电阻。因为热敏电阻是将温度的变化转换成电阻值的变化，故在系统中应有信号调理电路，，其作用是将温度的变化这样一个非电量转换成电信号，然后加以放大。以便后一单元电路检测。信号调理电路的任务是将非电量转换成电量并适当放大。故该模块为放大电路。3.1、信号调理模块的仿真设计ViR2+VCCR1RfRtNP+-+VCCVO174信号调理电路信号调理模块的任务是将非电量转换成电量，然后加以放大，将非电量转换成电量的传感器用热敏电阻。当环境温度发生变化时，热敏电阻的阻值发生变化，利用这一特性，将非电量（温度）转换成电量（

3、热敏电阻上的压降变化），因此，信号调理模块可以用三极管组成的放大电路，还可以用由运算状态组成的放大电路。这里选用由运算状态组成的放大电路最为方便2fi11RRVVo+=ioVRRV)1(if1+=ViR2+VCCR1RfRtNP+-+VCCVO174信号调理电路以ＭＦ58系列热敏电阻为例说明计算方法。温度(摄氏度）电阻（千欧）０29.394523.3191018.6591515.0522012.2292510.000308.225356.802405.654454.721503.958553.330ViR1Rt+5V-20kVO1R2R1RfRtNP+-+5V74+5V2310k10kuA7

4、41-A1Vi水温检测模块的任务是将经转换后得到的温度间接测量值与设计要求所设定的上限温度，下限温度进行比较，从确定对被测对象是加热还是不加热，故该模块电路的形式是参量比较器。3.2、水温检测模块的仿真设计R3R4R5NP+-+5V7423uA741VO2A2-VO1(20°c)＋５V+5VVO1(20°c)VO2R3R4NP+-VCC7423A2Rp3.78V5.1k-VO120°c-50°c20°c20°c-50°c20°c-50°c50°c20°c-50°c50°cR3R4NP+-7423VO2A2Rp3.78V5.1kR5R6NP+-7423VO3A3Rp1.65V5.1k+5V+5

5、V10k10k+5V610k+5V650k1174LS04_A74LS04_BSDRDQ-74LS74T≤20°c20°cVNVPVN111111110000000(+5V)(0V)-加热/停止加热模块的任务是对水温用电热丝进行加热或停止加热。在这里，是对热敏电阻进行加热，故该单元电路也是放大电路。温度显示模块任务是将当前的温度反映在显示器上，故其作用是将温度的间接值，这样的模拟量转换成数字量加热/停止加热显示部分的作用是将两个不同的状态用不同颜色发生二极管显示出来，这部分

6、电路的任务是两种不同的状态显示，故用开关电路即可3.3、加热/停止加热控制模块（温度控制）的仿真设计74LS04_B停止加热信号5551k20Ω/3W510Ω33k+5V48100kRP0.01uF7620.01uFT+5VSDRDQ74LS04_A加热信号-74LS74控制状态显示模块实际上是通过一个开关电路使加热/停止加热的两种状态通过发光二极管显出来3.4、控制状态显示模块的仿真设计1111SDRD74LS74QQ510Ω510Ω绿红度显示模块的任务是将环境温度（20℃~50℃）在数码管上显示出来，其方法时将热敏电阻随温度的变化值转换成相应的电压值，然后通过三位半LED专用A/D转换显

7、示芯卡ICL7107及共阳极数码管组成的译码显示电路将环境温度显示出来（显示温度范围：20℃—50℃）3.5、温度显示模块的仿真设计