名師推薦電路與模擬電子課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、電路與模擬電子課程設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)報(bào)警電路一、設(shè)計(jì)任務(wù)要求本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)、制作一個(gè)溫度檢測(cè)報(bào)警電路。該電路通過(guò)熱電 阻檢測(cè)外界溫度，將溫度的變化轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化， 并在萬(wàn)用表上直觀的顯 示出來(lái)（調(diào)試時(shí)采用可調(diào)電位器模擬熱電阻的變化）。最后再制作一個(gè)溫度超限 報(bào)警電路，在溫度超過(guò)設(shè)定范圍的時(shí)候報(bào)警指示。要求：1測(cè)量溫度范圍：0 C100 C,其中溫度和輸出電壓要求有線性對(duì)應(yīng)關(guān)系：0 C對(duì)應(yīng)0V， 10 C對(duì)應(yīng)1V，100 C對(duì)應(yīng)10V，以此類推。2、進(jìn)行上限與下限報(bào)警：上限設(shè)為 70 C,下限30 C （可自行設(shè)定上下限）， 并用紅、綠LED指示。二、設(shè)計(jì)原理及分析整體電路硬件結(jié)構(gòu)框圖

2、如圖1（a）所示。原理圖如圖1 （b）所示。圖 1（ a）-1IV圖 1（ b）各部分功能如下詳述；1、正負(fù)12V電源模塊是采用7812和7912設(shè)計(jì)的雙電壓穩(wěn)壓電源模塊，采7812、7912等，參考電路如用的主要器件有變壓器、整流二極管、電解電容、圖2所示：V1220 Vtihff50 Hz1N40071N4007IN40071N4007U2LM7&12CTU1LM7912CT0 JuFC80 luF2、熱電阻測(cè)溫電路采用熱敏電阻 Pt1OO,該電阻隨著溫度升高阻值隨之變大（阻值和溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)附錄 1），再采用電阻分壓的形式將熱電阻的變化轉(zhuǎn)變成電壓的變化，以便后級(jí)放大。調(diào)試時(shí)熱電阻用可調(diào)電

3、位器代替， 參考設(shè)計(jì)電路 如圖3所示。-12V圖3在0 C1OO C變化時(shí)，Pt1OO阻值為1OOQ 139Q，這里用100Q固定電阻 R1和5OQ電位器R2串聯(lián)來(lái)模擬熱電阻在該范圍內(nèi)的變化。3、 輸入緩沖電路主要是利用電壓跟隨器輸入電阻大、輸出電阻小的特點(diǎn)，改 善電路的輸入特性。4、 調(diào)零與放大電路：由于熱敏電阻 Pt1OO在OC時(shí)阻值不為O,而我們最后 要求的溫度電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系為：0 C對(duì)應(yīng)0V，所以這里要用加法器來(lái)調(diào)零；另外， 設(shè)計(jì)要求溫度和輸出電壓要求有線性對(duì)應(yīng)關(guān)系：100 C對(duì)應(yīng)10V，因此需要放大, 我們利用加法器自帶的放大功能同時(shí)實(shí)現(xiàn)。5、檢測(cè)報(bào)警電路對(duì)輸出電壓信號(hào)進(jìn)行超限報(bào)警，當(dāng)

4、超過(guò)預(yù)先設(shè)定的限值時(shí)， 使發(fā)光二極管發(fā)光，進(jìn)行光電報(bào)警。設(shè)計(jì)要求進(jìn)行上限與下限報(bào)警。 上限可設(shè)為 70度，下限30度，用紅、綠LED指示。因此需要用到兩個(gè)比較器。注：上述給出的參考電路為基礎(chǔ)，由同學(xué)們自行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)。電路參數(shù)需要根據(jù)功能進(jìn)行計(jì)算，圖中給出的標(biāo)稱值僅作為設(shè)計(jì)參考三、具體安排1、時(shí)間地點(diǎn)安排：地物121-2班勘察12 1-3班勘察12 4-5班6月27日上午8： 30各班班長(zhǎng)到基礎(chǔ)樓B416統(tǒng)一安排并協(xié)助工作（帶 U盤）6月29日文理樓110（仿真）基礎(chǔ)樓C417焊接練習(xí)和焊接電源板基礎(chǔ)樓C409焊接練習(xí)和焊接電源板6月30日基礎(chǔ)樓B409焊接練習(xí)和焊接電源板文理樓110 （仿真）

5、7月1日基礎(chǔ)樓B409焊接功能板基礎(chǔ)樓C417焊接功能板基礎(chǔ)樓C409焊接功能板7月2日7月3日基礎(chǔ)樓B409驗(yàn)收基礎(chǔ)樓C417驗(yàn)收基礎(chǔ)樓C409驗(yàn)收注意：（1）具體進(jìn)行時(shí)刻為上午 8： 00-11： 30，下午14： 00-17： 00；（2）文理樓仿真時(shí)候需自帶 MultiSim7綠色版安裝運(yùn)行；（3）基礎(chǔ)樓焊接前需自主觀看所發(fā)焊接錄像，焊接時(shí)不允許帶早餐進(jìn)入；（4）6月29日-7月3日焊接完成后每個(gè)班留2名同學(xué)（每個(gè)屋子4名同學(xué)）負(fù) 責(zé)打掃衛(wèi)生；（5） 7月3日驗(yàn)收完成后每個(gè)班留3名同學(xué)（每個(gè)屋子6名同學(xué)）負(fù)責(zé)大掃除， 同時(shí)幫助老師清點(diǎn)整理相關(guān)元器件和設(shè)備。2、分組安排1）電源板（小板）

6、：1人 1組自主焊接；2）功能板（大板）：按照學(xué)號(hào)順序， 2人 1組，合作焊接調(diào)試。四、電路焊接調(diào)試要求1、 不允許將 LM358 芯片直接焊接在電路板上， LM358 用 DIP8 雙列直插插 座，先焊接插座后再安裝。 7812 和 7912直接焊在板子上。除模擬熱電阻 PT100 的50Q電位器外的所有電位器都直接焊接在板子上。2、 單塊電路板的輸入輸出端都必須留出接口 （焊上對(duì)應(yīng)數(shù)量的插針） ，以便 與外部電源、信號(hào)或其他電路板進(jìn)行連接， 同時(shí)也便于測(cè)量輸出電壓等相關(guān)參數(shù)。 具體需要的插針數(shù)量：（1）電源板（小板）：變壓器輸入端（ 3 個(gè)）：用于連接外部變壓器輸入。12V 直流電壓輸出端

7、（ 3 個(gè)）：用于給后面的功能板供電以及用于測(cè)試直流電壓。（2）功能板（大板）：12V 直流電壓輸入端（ 3 個(gè)）：用于外接直流電源給功能板供電。 輸出電壓端口（ 2 個(gè)）：用于外接萬(wàn)用表以便觀察輸出電壓大小。 具體需要的單排座（圓孔）數(shù)量：熱敏電阻接口（ 2個(gè)）：用于外接PtIOO熱敏電阻實(shí)際測(cè)量溫度，調(diào)試時(shí)用 精密電位器（50Q ）模擬。六課程設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)結(jié)束后需撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)，并在 2014年7月7日前由班長(zhǎng)統(tǒng)一 收集后提交到基礎(chǔ)樓B416，總結(jié)內(nèi)容主要為感想、收獲與建議等。附錄1 PT100鉑電阻的溫度和阻值對(duì)應(yīng)關(guān)系附錄 2 器件清單附錄1: PT100鉑電阻的溫度和阻值對(duì)應(yīng)關(guān)系

8、溫度.0.1.2|.3.4.5 11 .6 11 .8.9 J電阻值（Q）|-30|88.047.64 8724 86.|4 86.4彳86.0485.63 8.23 84|83 84.420|92.041.64 9124 90.|4 90.4490.04陽(yáng).64 8|.24 8884 88.4-1098.03 J5.63 9523 94.|3 94.4394.03 |)3.63 9|,24 9284 92.40|100.0099.60 99.21 98.81 98.41 98.0-f 97.6297.22 96.82 9642口|100.00100.40100.79|101.19 |101.

9、59101.98102.38102.78103.17|1103.5710|103.96104.36104.751105.15 |105.54105.94106.33106.73107.12107.5220|107.91(108.31108.701109.10 |109.49|109.88110.28110.67111.07111.4630|111.85 |112.25 |112.641113.03 |113.43|113.82114.21114.601115.00115.3940115.78 |116.17116.571116.96 |117.35117.74118.13118.52118.9

10、1119.3150|119.70120.09120.481120.87121.26121.65122.04122.431122.82123.216。|123.60|123.99 |124.38|124.77125.16|125.55125.941126.33：126.72|127.1070|127.49|127.88 |128.27|128.66|129.05|1129.44|129.82|130.21|1130.601130.9980131.37 |131.76132.15|132.54|132.92133.31133.701134.08134.471134.8890135.24 |135.

11、63136.02136.40136.79137.17137.56137.94138.32138.72100139.10 |139.49|139.87140.26140.64141.02141.41141.79142.18142.66110142.95 |143.33|143.71144.10 |144.48：144.86145.25145.631146.01146.40120146.78 |147.16|147.55147.93|148.31|148.69149.07149.461149.84150.22130150.60 |150.98151.37151.75 |152.13152.5115

12、2.89153.27153.65154.03140154.41 |154.79：155.17155.55155.93|156.31156.69157.07：157.45157.83150158.21 |158.59 |158.97159.35|159.73|160.11160.49160.861161.25161.62160162.00 |162.38 |152.76133.13 |163.51163.89164.27164.641165.065.40170165.78 |166.16166.53136.911167.28167.65168.03168.41168.769.10 |180169

13、.54 |169.91：170.29170.57|171.04171.42171.79172.17172.572.92190173.29 |173.67174.04174.411174.79|175.16175.54175.91：176.276.66200177.03 |177.40 |177.78178.15178.52|178.90179.27179.641180.080.39 |210180.76181.13181.51|131.88 |182.25182.62|182.99|183.36|183.7|84.11 |220184.48184.85185.22|135.59185.96|1

14、86.33|185.70|【187.07187.4|87.81 |230188.18188.55188.92|139.29|189.66|190.03|190.40|190.77|191.1|91.51240191.88192.24|192.61132.98193.35193.72194.09194.451194.895.19250 1|195.56 |195.92|196.29|136.66|197.03|197.39)|197.76|198.131198.5|98.86 |260|19923|199.50 |199.90 |200.33|200.69|201.06|201.42|201.7

15、9|1202.1|02.52 |270202.89203.25 |203.62203.98204.35|204.71205.08205.441205.806.11280206.53206.90 |207.26207.63207.99|208.35208.72209.081209.409.81290210.17210.53210.89211.26211.62211.98212.34212.71213.013.43300213.79214.15.214.51214.88215.24215.60215.96216.32216.617.04附錄2:器件清單器件型號(hào)封裝數(shù)量雙電源電路器件清單正負(fù)15V變

16、壓器220： +-151二極管IN4007直插4X 2電解電容220uF 50V直插4X 2電解電容0.1uF 25V4X 2穩(wěn)壓片7812直插1X 2穩(wěn)壓片7912直插1X 2保險(xiǎn)管保險(xiǎn)管座萬(wàn)能板（長(zhǎng)方形）1X 2溫度檢測(cè)報(bào)警電路器件清單LM358LM358需回收）直插2電阻100歐姆1/4W3電阻150K1/4W1電阻20K1/4W5電阻1K1/4W2電位器50歐姆32961電位器1K32963電位器100K32961發(fā)光二極管紅色3mm直插1發(fā)光二極管綠色3mm直插1PT100,100攝氏度時(shí)是139歐熱敏電阻姆外接每班1個(gè)芯片座DIP82單排座（圓孔）5孔單排針20針導(dǎo)線杜邦線需回收3

17、條萬(wàn)能板（方形）1Mutisim仿真器件選用線性運(yùn)放LM324AJ模擬庫(kù) OPAMP比較器LM339AJ模擬庫(kù)COMPARATORLED 二極管庫(kù)一一LED電阻、電位器一一基本元件欄電源一一電源器件庫(kù)電壓表一一顯示測(cè)量元件欄Multisim7使用簡(jiǎn)介1. 文件的打開方式MultisimT綠邑漢化版文件夾中，雙擊使用前請(qǐng)先敦?fù)鬗S-DOS孑比處理丈件1 KE后，再雙multisimMulti simInteractive Imag.即可打開Multisim7。2. 工作窗口界面電路窗口菜單欄仿真運(yùn)行開關(guān)II儀表工具欄元件工具欄標(biāo)準(zhǔn)工具欄吉聆希冷/山/ Fi i仿真工具欄寸 岸 理避會(huì)I皿j皿i3

18、. 主要工具欄（1）元件工具欄實(shí)際元件庫(kù)：參數(shù)與實(shí)際廠商提供參數(shù)相符，不可更改。圖標(biāo)名稱功能電源庫(kù)（Source）含接地、直流信號(hào)源、交流信號(hào)源、受控源等6個(gè)系列基本元件庫(kù)（Basic）含電阻、電容、電感、變壓器、開關(guān)、虛擬基本兀件、虛 擬定值元件、3D元件等18個(gè)系列二極管庫(kù)（Diode）含虛擬、普通、發(fā)光、穩(wěn)壓、開關(guān)二極管及可控硅等11個(gè)系列frw芳總 tf酋礪$申盂 J固申瓷其中動(dòng)態(tài)測(cè)量探針只有當(dāng)仿真運(yùn)行時(shí)才可使用。4. 創(chuàng)建電路原理圖的基本操作（1）元器件的調(diào)用再?gòu)闹羞x擇所需的元器調(diào)用元器件時(shí)，先用鼠標(biāo)單擊元件工具欄中相應(yīng)的分類庫(kù)按鈕,件。例如調(diào)用一個(gè)直流電壓源。單擊元件工具欄中最右邊

19、的電源庫(kù)按鈕菜單如圖F1. 1所示。在左邊的Family （系列）欄中選擇第一行的，彈出電源分類庫(kù)POWER SOURCE （電源），再在中間的 Component （元件）欄中選擇 DC_POWER （直流電源），然后單擊右上角的0K按鈕，即可將一個(gè)直流電壓源調(diào)到電路圖編輯窗口中。又如調(diào)用一個(gè)虛擬電阻。單擊元件工具欄中位于右邊第二的基本元件庫(kù)按鈕，彈出基本元件分類庫(kù)菜單如圖F1.2所示。在左邊的Family （系列）欄中選擇第三行的 RATED圖F1.1調(diào)用直流電壓源圖F1.2調(diào)用虛擬電阻VIRTUAL （定值虛擬），再在中間的 Component（元件）欄中選擇 RESISTOR RATE

20、D （定值電阻），然后單擊右上角的0K按鈕，即可將一個(gè)虛擬電阻調(diào)到電路圖編輯窗口中。（2）元器件參數(shù)的設(shè)置放置在電路編輯窗口的元器件應(yīng)根據(jù)仿真電路的需要設(shè)置參數(shù)，并確定一個(gè)標(biāo)號(hào)。例如設(shè)置一個(gè)虛擬電阻的參數(shù)。雙擊該電阻，彈出屬性對(duì)話框如圖F1.3所示。在Value分頁(yè)設(shè)R2。置阻值，在Label分頁(yè)設(shè)置標(biāo)號(hào)。如將一個(gè)電阻的阻值設(shè)置為10k，標(biāo)號(hào)設(shè)置為RESlTSTOR_RATI?If圖F1.3虛擬電阻屬性對(duì)話框(3) 元器件的移動(dòng)與旋轉(zhuǎn)為了連接電路，需將各個(gè)元器件放置于適當(dāng)位置，有些元器件還需要調(diào)整方向。 元器件的移動(dòng)：將鼠標(biāo)移到元器件上，按住左鍵，可將元器件拖曳到所需的位置。元器件的旋轉(zhuǎn)：用鼠標(biāo)右鍵單擊元器件，彈出一個(gè)元器件操作對(duì)話框如圖F1.4所示。選擇適當(dāng)命令，可使元器件左右翻轉(zhuǎn)、上下翻轉(zhuǎn)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90?；蚰鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)90。茁Cuctikx電CtikCX OetetEFhP HortzontaiAlt+XAp VerticalAlt+YCtif+Ft90 tj&ntefCWCtrkShift+RVector Connect,Replace by erafd