內(nèi)工大電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-熱水鍋爐溫度控制器設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書摘 要本次課程設(shè)計(jì)的主要目的是用電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)熱水鍋爐溫度控制器。讓其實(shí)現(xiàn)在6-23時(shí)內(nèi)85以下一、二號(hào)爐開始工作并報(bào)警， 105以上一、二號(hào)爐停止工作并報(bào)警，冷卻至95一號(hào)爐開始工作，且在此期間用LED顯示溫度和工作時(shí)間。本次主要用到的方法是用電壓比較器實(shí)現(xiàn)模-數(shù)轉(zhuǎn)換、用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)控制電路和記錄工作時(shí)間、用一系列的門電路實(shí)現(xiàn)一定的邏輯功能；借助Mulitisim軟件進(jìn)行電路仿真，再在實(shí)驗(yàn)室連接元器件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)的結(jié)果是可以讓一、二號(hào)爐在特定的溫度和時(shí)間下按規(guī)定工作，同時(shí)溫度顯示和記錄工作時(shí)間來(lái)輔助控制器的工作。有效的控制鍋爐工作大大提高了生產(chǎn)效率，也可以

2、起到控溫的作用，在實(shí)際生活中有重要的實(shí)踐意義。關(guān)鍵詞：鍋爐；溫度；計(jì)時(shí)；運(yùn)算電路。AbstractThe main purpose of this course design is to use hot water boiler temperature control electronic circuit design and experiment. Let actually within 6-23 now below 85 furnace no. 1 and no. 2 to start working and call the police, above 105 furnace no. 1

3、 and no. 2 to stop work and report to the police, cooled to 95 furnace number one begins to work, and during this period, with LED display temperature and time to work. The mainly used method is to use voltage comparator implementation mode - several transformations, counter is used to implement con

4、trol circuit and record the working time, a series of gate is used to implement logic function; In the laboratory using Mulitisim circuit simulation software, and then connect components to achieve the design requirements. Design results can make furnace no. 1 and no. 2 under certain temperature and

5、 time to work according to regulations, at the same time temperature display and record the working time to assist the work of the controller. Effective control of boiler work has greatly increased the production efficiency, also can have the effect of temperature control, has important practical si

6、gnificance in real life.Keywords: Boiler; Temperature; Timing; Operation circuit.目 錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)概概述··································

7、83;············1二 設(shè)計(jì)方案論證及方框圖···································&#

8、183;····11 設(shè)計(jì)方框圖············································

9、········12 在實(shí)現(xiàn)電路時(shí)可以有多種方案····································3三 電路組成及工作原理·&#

10、183;·········································51 抑制共模信號(hào)電路和二階低通濾波器·····&

11、#183;························52 反向求和運(yùn)算電路·······················&#

12、183;······················63 同向比例運(yùn)算電路·························

13、83;····················64 電壓比較器····························&

14、#183;························65 鍋爐工作電路·······················

15、3;··························76 多諧振蕩器······················&#

16、183;·····························87 計(jì)時(shí)電路···················&

17、#183;··································88 工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路·············&#

18、183;································99 溫度顯示電路················

19、;··································910報(bào)警電路··············

20、3;······································10四 電路元器件選擇與計(jì)算·········&#

21、183;·······························111 選擇一系列由運(yùn)算放大器組成的電路處理信號(hào)源，而未做一個(gè)“直流電源”電路············

22、;·······················112 選擇四個(gè)電壓比較器而未選擇一個(gè)ADC轉(zhuǎn)換器······················113

23、模擬電路中器材選用、計(jì)算及接線管腳圖··························124 數(shù)字電路中器件的選擇及接線管腳圖·················

24、3;············12五 安裝與調(diào)試····································&

25、#183;················131 安裝································&

26、#183;·························132 測(cè)試方案·······················

27、;·······························133 調(diào)試過(guò)程·················

28、83;····································144 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施··········

29、3;·························14六 指標(biāo)測(cè)試·······················&#

30、183;·······························151 模擬電路部分測(cè)試················&#

31、183;·····························152 數(shù)字電路部分測(cè)試··················&#

32、183;···························173 整體電路功能測(cè)試····················&#

33、183;·························20結(jié)論·······················

34、3;·········································21參考文獻(xiàn)·······

35、3;·················································

36、3;··22附錄一···············································

37、;················23附錄二·································

38、······························24一 設(shè)計(jì)任務(wù)概述設(shè)計(jì)并制作一個(gè)熱水鍋爐溫度控制器。熱電偶檢測(cè)到的東排、中排和西排三點(diǎn)溫度輸入控制器，再通過(guò)電壓傳感器，將測(cè)量的85-105轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)電信號(hào)6-12mV。要求當(dāng)在一定的工作時(shí)間內(nèi)（早6:00到晚11:00），通過(guò)溫度的變化

39、控制一、二號(hào)爐工作，且能在特定的溫度下進(jìn)行報(bào)警；同時(shí)，需要將溫度和報(bào)警時(shí)間用LED顯示；同時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間計(jì)時(shí)顯示、啟停溫度可設(shè)定、報(bào)警和溫度及工作時(shí)間的存儲(chǔ)功能。（1）當(dāng)溫度低于85時(shí)，報(bào)警且一、二號(hào)爐啟動(dòng)，對(duì)應(yīng)電壓傳感器輸出的電壓6mv;（2）當(dāng)溫度高于105時(shí)，報(bào)警且一、二號(hào)爐停止啟動(dòng)，對(duì)應(yīng)電壓傳感器輸出電壓12mv;（3）當(dāng)溫度高于95時(shí)，只有一號(hào)爐工作，對(duì)應(yīng)電壓傳感器輸出電壓9mv。二 設(shè)計(jì)方案方框圖及論證1 設(shè)計(jì)方框圖綜合各種元器件的優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)本設(shè)計(jì)要求及性能指標(biāo)，兼顧可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等各種因素，確定整體框架如圖1所示。它由信號(hào)處理與放大電路、鍋爐工作電路、報(bào)警電路、

40、LED顯示溫度電路、LED顯示工作時(shí)間電路、計(jì)時(shí)電路五部分組成。鍋爐工作電路計(jì)時(shí)電路信號(hào)處理與放大電路報(bào)警電路LED顯示溫度電路LED顯示工作時(shí)間電路 圖1 熱水鍋爐溫度控制器原理方框圖28圖2 熱水鍋爐溫度控制器設(shè)計(jì)流程圖2 在實(shí)現(xiàn)電路時(shí)可以有多種方案方案一：在信號(hào)處理與放大電路中，首先分別在三輸入電壓傳感器后加抑制共模信號(hào)電路，來(lái)抑制傳感器輸出信號(hào)的共模干擾，再加二階低通濾波電路，濾去毫伏級(jí)信號(hào)中的高頻部分及“雜質(zhì)”，后接反向求和電路實(shí)現(xiàn)三輸入毫伏級(jí)電壓的加和。由于鍋爐工作電路輸入電壓范圍的需要，再在反向求和電路后加同向比例放大電路，以上的輸出電壓可供后續(xù)工作電路有效使用。以上構(gòu)想雖精確、

41、誤差較小但是實(shí)現(xiàn)性、經(jīng)濟(jì)性不高。在仿真及實(shí)測(cè)過(guò)程中，采用先反向求和再抑制共模信號(hào)、濾高頻信號(hào)（采用二階低通濾波電路），再放大；可以起到減少器件、增強(qiáng)可行性的作用。在讓鍋爐工作電路部分可以采用電壓比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體到可以用單限比較器、滯回比較器、窗口比較器?？紤]到性能、可靠性、實(shí)現(xiàn)的難易程度、經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題，最后確定用三個(gè)單限比較器來(lái)完成鍋爐工作電路，額外加一個(gè)單限比較器實(shí)現(xiàn)LED溫度顯示電路。在計(jì)時(shí)電路和LED顯示工作時(shí)間電路可以用555定時(shí)器輸出脈沖、可預(yù)置BCD異步清除計(jì)數(shù)器，TTL門電路等來(lái)實(shí)現(xiàn)鍋爐早六點(diǎn)到晚十一點(diǎn)工作、一、二號(hào)爐工作時(shí)間記錄。報(bào)警電路部分可以用555定時(shí)器和窗口比較器來(lái)實(shí)

42、現(xiàn)。表1 方案一材料表序號(hào)元器件名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量（個(gè)）單價(jià)（元）總價(jià)（元）11/4W常規(guī)電阻*190.23.82常規(guī)電容*40.31.23數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱/模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱*320604雙蹤示波器*1*5數(shù)字萬(wàn)用表*1*6實(shí)驗(yàn)焊接用板*2102074，2輸入端與門74HC0840.20.884，2輸入端或門74LS3220.20.49六反相器74LS0410.20.210可預(yù)置BCD異步清除計(jì)數(shù)器74LS16022.24.4113mm紅，綠，黃發(fā)光二極管30.30.912集成運(yùn)放LM35820.91.8續(xù)表1 方案一材料表13NE555555定時(shí)器10.80.814電壓比較器LM39320

43、.881.76方案二：信號(hào)處理與放大電路不變；鍋爐工作電路中先用ADC模-數(shù)轉(zhuǎn)換器使不同的電壓對(duì)應(yīng)不同的數(shù)字信號(hào)，再用數(shù)據(jù)選擇器或是3-8譯碼器來(lái)輸出Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6控制一、二號(hào)爐工作和LED顯示溫度；在計(jì)時(shí)電路和LED顯示工作時(shí)間電路用晶振器代替555定時(shí)器提供脈沖信號(hào)；報(bào)警電路中可以運(yùn)用功率放大電路實(shí)現(xiàn)5V,1W,結(jié)合電壓比較器、TTL門電路報(bào)警；或是用一定參數(shù)的繼電器實(shí)現(xiàn)規(guī)定電壓、功率內(nèi)報(bào)警。表2 方案二材料表序號(hào)元器件名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量（個(gè)）單價(jià)（元）總價(jià)（元）11/4W常規(guī)電阻*190.23.82常規(guī)電容*40.31.23數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱/模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱*320

44、604雙蹤示波器*1*5數(shù)字萬(wàn)用表*1*6實(shí)驗(yàn)焊接用板*2102074，2輸入端與門74HC0830.20.684，2輸入端或門74LS3230.20.69六反相器74LS0410.20210可預(yù)置BCD異步清除計(jì)數(shù)器74LS16022.24.4113mm紅，綠，黃發(fā)光二極管30.30.91274LS1383-8譯碼器4083.213NE555555定時(shí)器10.80.814LM386功率放大器1050.515ADC0804ADC11116集成運(yùn)放LM35820.91.8續(xù)表2 方案二材料表17繼電器CMP8-F高外殼小型大功率1101018電壓比較器LM39310.880.88確定實(shí)驗(yàn)方案：方

45、案一：元器件總價(jià)：96.06元；方案二 ：元器件總價(jià)：109.88元。方案一更經(jīng)濟(jì)。如果用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，此課題總共需轉(zhuǎn)換8位，一般DAC轉(zhuǎn)換器有16位。造成浪費(fèi)。如果用電壓器直接就可以實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換直接明了，輸出結(jié)果0或1，經(jīng)濟(jì)且可行性強(qiáng)。晶振器也可以提供脈沖，和555定時(shí)器相比價(jià)格高，但是精確。工作啟停時(shí)間的精確個(gè)人認(rèn)為較次要。不用繼電器和功率放大器也可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警，而且電路簡(jiǎn)單好控制。同時(shí)，方案一相對(duì)方案二所用器件較少。經(jīng)過(guò)比較，最終選擇方案一。三 電路組成及工作原理熱水鍋爐溫度控制器的總原理圖如圖：圖3 熱水鍋爐溫度控制器的總原理圖1 抑制共模信號(hào)電路和二階低通濾波器圖4 抑制共模信號(hào)電路和二

46、階低通濾波兩部分電路都起到濾信號(hào)“雜質(zhì)”的功能；在電子信息系統(tǒng)中，通過(guò)傳感器或其他途徑所采集的信號(hào)往往很小，不能直接進(jìn)行計(jì)算、濾波的處理，必須進(jìn)行放大。而且，從傳感器所獲得的信號(hào)通常為差模小信號(hào)，并含有較大共模部分，其數(shù)值有時(shí)遠(yuǎn)大于差模信號(hào)，所以要抑制共模信號(hào)，所以要設(shè)計(jì)具有放大功能，就要具有高輸入電阻和高共模抑制比。參數(shù)與仿真圖中對(duì)應(yīng)為 Rf=R3=R4=0.5K;R1=R2=R=0.5K;R5=R7=R1;R2=R6；放大倍數(shù)為15；Uo=-Rf/R*(1+2R1/R2)*Ui。溫度經(jīng)傳感器后會(huì)有一部分交流信號(hào)，為獲得直流電壓信號(hào)還要對(duì)信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，因?yàn)橐@得毫伏級(jí)信號(hào)所以要用低通

47、濾波器，其截止頻率為0.37/2RC,約等于70HZ,且通帶放大倍數(shù)約為1。2 反向求和運(yùn)算電路反向求和運(yùn)算電路的多個(gè)輸入信號(hào)均作用在集成運(yùn)放的反相輸入端，根據(jù)虛短、虛斷的原則Up=Un,Uo=Uo1+Uo2+Uo3=-Rf/R1*Ui1-Rf/R2*Ui2-Rf/R3*Ui3；若Rf=R1=R2=R3=100K，則Uo=-Ui1-Ui2-Ui3.其中R8=R4/R5/R6/R7.圖5 反向求和電路3 同向比例運(yùn)算電路電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，根據(jù)虛短、虛斷的原則Un=Up=Ui,計(jì)算得Uo=（1+Rf/R）*Ui，但是同向比例運(yùn)算電路中的集成運(yùn)放有共模輸入，所以為了提高運(yùn)算精度，應(yīng)當(dāng)選擇高共模

48、抑制比的集成運(yùn)放。有誤差，放大8倍。圖6 同向比例運(yùn)算電路4 電壓比較器 電壓比較器分為單限比較器、滯回比較器、窗口比較器，本電路運(yùn)用的是單限比較器，在報(bào)警電路會(huì)用到窗口比較器。單限比較器電路只有一個(gè)閾值電壓，輸入電壓UI逐漸增大或減小過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)UT時(shí)，輸出電壓U0產(chǎn)生躍變，從高電平Uoh躍變?yōu)榈碗娖経ol，或者從Uol躍變?yōu)閁oh。實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的電路中有四個(gè)單限電壓比較器，計(jì)算出相應(yīng)的閾值電壓，連接電路。在分別低于85,95,105，110時(shí)輸出高電平信號(hào)，高于時(shí)則相反。以此來(lái)控制門電路，使得1、2號(hào)爐在要求的條件下工作。圖7 電壓比較器5鍋爐工作電路圖8 鍋爐工作電路原理圖（1）確定閾值

49、電壓三個(gè)輸入端的電壓范圍都為6mv-12mv，85對(duì)應(yīng)6mv，95對(duì)應(yīng)9mv，105對(duì)應(yīng)12mv，經(jīng)求和后的電壓范圍為18mv-36mv，經(jīng)抑制共模信號(hào)電路和同向比例放大電路放大120倍后為2.16V、3.24V、4.32V,由于期間濾波電路造成一定的誤差，最后由萬(wàn)用表測(cè)得的電壓為2.18V、3.26V、4.34V。則1、2、3電壓比較器的閾值電壓為2.18V，3.26V，4.34V。（2）一、二號(hào)爐工作電路當(dāng)1號(hào)電壓比較器的輸入電壓低于2.18V即此時(shí)溫度低于85輸出高電平，低于85輸出低電平。其他兩個(gè)電壓比較器同理。當(dāng)溫度低于85時(shí)，三個(gè)電壓比較器輸出111，一、二號(hào)爐啟動(dòng)；當(dāng)溫度高于95

50、時(shí)，三個(gè)電壓比較器輸出011只有一號(hào)爐工作；當(dāng)溫度高于105時(shí)，三個(gè)電壓比較器輸出001，一、二號(hào)爐停止啟動(dòng)。設(shè)三個(gè)電壓比較器輸出分別為A、B、C。X1=A+B+BC; X2=ABC. 即X1、X2可以與A、B、C建立一定的邏輯關(guān)系。6 多諧振蕩器多諧振蕩器計(jì)算電路中電阻和電容的數(shù)值使其輸出時(shí)脈沖為時(shí)間控制和存儲(chǔ)電路提供時(shí)脈沖。T=(R1+2R2)C1ln2 圖9 多諧振蕩器7 計(jì)時(shí)電路圖10 計(jì)時(shí)電路用555定時(shí)器接成多諧振蕩器來(lái)用來(lái)提供脈沖。用兩個(gè)74LS160連接，輸出24進(jìn)制（0-23）并循環(huán)。用一系列的TTL門電路連接讓其在6-23時(shí)輸出高電平。將輸出端與一、二號(hào)爐（X1，X2）用與

51、門連接即可實(shí)現(xiàn)定時(shí)工作。8 工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路與計(jì)時(shí)電路中的多諧振蕩器相連，即與計(jì)時(shí)電路有相同的脈沖。將兩個(gè)74LS160連接，輸出100進(jìn)制（0-99）并循環(huán)，當(dāng)一或二號(hào)爐啟動(dòng)時(shí)給工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路輸入“1”信號(hào)讓其工作。圖11 工作時(shí)間計(jì)時(shí)電路原理圖9 溫度顯示電路圖12 溫度顯示電路原理圖內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)圖13 LED顯示結(jié)果（1） 當(dāng)溫度低于85時(shí)，四個(gè)電壓比較器輸出1111（1表示高電平，0表示低電平），令LED顯示085(即三個(gè)LED的12端輸入為：000010000101)；（2） 當(dāng)溫度高于85低于95時(shí)，四個(gè)電壓比較器輸出0111，令LED顯示095（即三個(gè)LED的12端輸

52、入為：000010010101）；（3） 當(dāng)溫度高于95低于105時(shí)，四個(gè)電壓比較器輸出0011，令LED顯示105（即三個(gè)LED的12端輸入為：000100000101）；（4） 當(dāng)溫度高于105，四個(gè)電壓比較器輸出0001，令LED顯示110（即三個(gè)LED的12端輸入為：000100010000）.而三個(gè)LED的12個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)的5個(gè)輸入端(第五個(gè)輸入端與第四個(gè)輸入端相等)，存在0/1兩種變化結(jié)果，設(shè)000WX00Y0Z0Z，設(shè)四個(gè)電壓比較器輸出分別為A、B、C、D(如圖9所標(biāo)注)。表3 W、X、Y、Z、Z與A、B、C、D的邏輯關(guān)系A(chǔ)BCDWXYZZ續(xù)表3 W、X、Y、Z、Z與A、B、C、

53、D、的邏輯關(guān)系111101011011101111001110011000110100W=ABCD+ABCD=ABD;X=ABCD+ABCD=BCD;Y=ABCD+ABCD;Z=Z=ABCD+ABCD+ABCD.=BCD+ABCD.即W、X、Y、Z、Z可以與A、B、C、D建立一定的邏輯關(guān)系。10 報(bào)警電路圖14 報(bào)警電路原理圖圖15 窗口比較器傳輸特性由以上兩圖可知，當(dāng)Ui<2.18時(shí)，即此時(shí)溫度低于85，Uo1=-Uom, Uo2=+Uom使二極管D2導(dǎo)通，D1截止，Uo=+Uz。當(dāng)Ui>4.34V時(shí)，此時(shí)溫度高于105，Uo1=+Uom, Uo2=-Uom使二極管D1導(dǎo)通，D2

54、截止，Uo=+Uz。當(dāng)2.18V<Ui<4.34V時(shí)，Uo1= Uo2=-Uom, 所以D1、D2均截止, Uo=0。利用窗口比較器此特性連接如圖所示的報(bào)警電路，當(dāng)Ui<2.18、Ui>4.34V時(shí)，發(fā)光二極管亮且蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟嘟”聲響。四 電路元器件選擇與計(jì)算1 選擇一系列由運(yùn)算放大器組成的電路處理信號(hào)源，而未選擇做一個(gè)“直流電源”電路在此課題的設(shè)計(jì)中，需要穩(wěn)定的直流電源供電。所以對(duì)經(jīng)過(guò)傳感器后的電壓進(jìn)行處理十分必要，在兩種方案進(jìn)行選擇時(shí)，對(duì)直流電源進(jìn)行了全面的了解和仿真、實(shí)測(cè)的測(cè)試。一方面，直流電源由電源變壓器、整流電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，且為了減小電壓的脈

55、動(dòng)再接低通濾波電路、穩(wěn)壓電路，從而達(dá)到轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電壓的效果，我認(rèn)為事實(shí)上還不能直接進(jìn)行使用，還要抑制電路中的共模信號(hào)等。一系列的電路組合到一起既經(jīng)濟(jì)不實(shí)惠，可行性也不強(qiáng)。另一方面，直流電源對(duì)于電壓相對(duì)較高的，頻率較低的交流信號(hào)能起到效果明顯的轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓的作用，但是對(duì)毫伏級(jí)、頻率低的小電壓來(lái)說(shuō)效果不明顯，在仿真過(guò)程中萬(wàn)用表中顯示的電壓很小，示波器中也不好看出實(shí)驗(yàn)的波形效果，所以直流電源不適合此課題使用。2 選擇四個(gè)電壓比較器而未選擇一個(gè)ADC轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度快，精度高。但是成本高、功耗大，所用元件數(shù)量隨ADC轉(zhuǎn)換器的位數(shù)的增加以幾何級(jí)數(shù)上升，針對(duì)此課題，ADC轉(zhuǎn)換器需要

56、8位即可，可是一般的ADC轉(zhuǎn)換器都是16位。經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)和仿真，發(fā)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能也不慢，同時(shí)成本低，功耗小。揚(yáng)長(zhǎng)避短選擇電壓比較器。3 模擬電路中器材選用、計(jì)算及接線管腳圖圖 16 模擬電路部分原理圖第一部分：Rf=R1=R2=R3=100K，Uo=-Ui1-Ui2-Ui3.其中R8=R4/R5/R6/R7;第二部分：Rf=R3=R4=0.5K;R1=R2=R=0.5K;R5=R7=R1;R2=R6；Uo=-Rf/R*(1+2R1/R2)*Ui。放大倍數(shù)為15;第三部分：通帶放大倍數(shù)為1;第四部分：Uo=（1+Rf/R）*Ui，Uo/ Ui=8;放大8倍。4 數(shù)字電路中器件的選擇及接線

57、管腳圖（1）邏輯門器件的選擇74LS00是集成的4個(gè)與非門芯片，74LS08是集成的4個(gè)與門芯片，74LS32是集成的4個(gè)或門芯片，我們可以根據(jù)我們模擬電路中對(duì)這些門的需要，進(jìn)行選擇。（2）74LS160可預(yù)置BCD異步清除計(jì)數(shù)器74LS160是中規(guī)模集成同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，具有異步清零和同步預(yù)置數(shù)的功能。使用74LS160通過(guò)置零法或置數(shù)法可以實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。A. 異步清零：當(dāng)RD0時(shí)，Q0Q1Q2Q30。 B. 同步預(yù)置：當(dāng)LD0時(shí)，在時(shí)鐘脈沖CP上升沿作用下，Q0D0，Q1D1，Q2D2，Q3D3C. 鎖存：當(dāng)使能端EP.ET0時(shí)，計(jì)數(shù)器禁止計(jì)數(shù)，為鎖存狀態(tài)。 

58、;D. 計(jì)數(shù)：當(dāng)使能端EPET1時(shí)，為計(jì)數(shù)狀態(tài)。（3）555定時(shí)器NE555是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。五 安裝與調(diào)試1 安裝（1）將電路原理圖打印到A4紙上；（2）到實(shí)驗(yàn)室按照從小到大分部分進(jìn)行連接，先局部再整體。2 測(cè)試方案（1）模擬電路部分測(cè)試a)測(cè)試電壓反向求和單元用三個(gè)毫伏級(jí)電壓信號(hào)接入，測(cè)量輸出電壓信號(hào)的伏值，判斷是否符合電壓求和的要求：Uo=-Ui1-Ui2-Ui3。b)測(cè)試抑制共模信號(hào)單元和同向比例放大單元的放大倍數(shù)設(shè)定一個(gè)合適的參考電壓，改變輸入端的電壓值，測(cè)量輸出端的電壓情況。記錄輸出端的電壓值，從而判斷其電壓放大倍

59、數(shù)是否與計(jì)算的理論值一致或是相差較小，輸出是否在標(biāo)準(zhǔn)的電壓范圍之內(nèi)（05V）。c)測(cè)試電壓比較器單元用三個(gè)電壓比較器，且為這三個(gè)電壓比較器設(shè)置不同的閾值，分別為1V,2V,3V.由一個(gè)輸入端并聯(lián)連接且連接1K的上拉電阻，三個(gè)輸出端分別接發(fā)光二極管。輸入若干個(gè)在05V之內(nèi)的電壓值，通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓看發(fā)光二極管的亮滅變化是否與理論結(jié)果一致。（2）數(shù)字電路部分測(cè)試a)測(cè)試溫度顯示單元手動(dòng)操作四個(gè)高低電平，模擬電壓比較器輸出的0/1結(jié)果。通過(guò)一系列的門電路連接之后，在7段數(shù)碼顯示管上顯示相應(yīng)的溫度數(shù)字。理論上:當(dāng)輸入1111時(shí)顯示85,0111時(shí)顯示95,0011時(shí)顯示105,0001時(shí)顯示110.b

60、)測(cè)試一、二號(hào)爐工作單元此部分與溫度顯示單元在同一電路板上完成，本應(yīng)對(duì)應(yīng)三個(gè)高低電平，但由于測(cè)試溫度顯示單元的需要?jiǎng)t手動(dòng)操作四個(gè)高低電平，模擬電壓比較器輸出的0/1結(jié)果。通過(guò)一系列的門電路連接之后，A、B兩個(gè)發(fā)光二極管按邏輯電平的狀態(tài)亮滅，理論上:當(dāng)輸入1111時(shí)A、B都亮,0111時(shí)A亮,0011時(shí)A亮,0001時(shí)A、B都不亮.3 調(diào)試過(guò)程（1）測(cè)試電壓反向求和單元先在電路板上用萬(wàn)用表調(diào)出若干個(gè)較小的電壓值，再通過(guò)此單元電路用萬(wàn)用表測(cè)其輸出電壓值。多次改變輸入電壓，多測(cè)幾組數(shù)值，得出平均電壓。（2）測(cè)試抑制共模信號(hào)單元和同向比例放大單元的放大倍數(shù)先在電路板上用萬(wàn)用表調(diào)出若干個(gè)較小的電壓值，再

61、通過(guò)此單元電路用萬(wàn)用表測(cè)抑制共模信號(hào)單元的輸出電壓值和同向比例放大單元的輸出電壓值。多次測(cè)量求平均值。（3）測(cè)試電壓比較器單元測(cè)量一次即可，通過(guò)改變高低電平看發(fā)光二極管的亮滅情況。（4）測(cè)試溫度顯示單元和一、二號(hào)爐工作單元通過(guò)改變四個(gè)高低電平來(lái)觀察7段數(shù)碼顯示管上顯示相應(yīng)的溫度數(shù)字和發(fā)光二極管的亮滅情況。4 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施（1）在測(cè)試溫度顯示單元和一、二號(hào)爐工作單元時(shí)將整個(gè)電路連好后不能得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由于電路復(fù)雜、連接緊密又不能很好的修改。再一次重新連接分部來(lái)進(jìn)行，先連第一個(gè)LED，通過(guò)調(diào)節(jié)高低電平無(wú)誤后再往下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可大大提高實(shí)驗(yàn)效率和準(zhǔn)確度。（2）在連接時(shí)間控制電路時(shí)，只有當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出6-19時(shí)輸出高電平信號(hào)，在仿真中應(yīng)該為6-23輸出高電平信號(hào)。這是由于兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器其中高位QC端接的輸出端過(guò)多，電壓分壓太多，不能為連接他的門器件提供足夠的電壓，使得本應(yīng)接入的高電平變?yōu)榈碗娖健?繼而是以后的電路產(chǎn)生不符合預(yù)期的輸出。設(shè)計(jì)一個(gè)電壓跟隨器接入即可解決。六 指標(biāo)測(cè)試1 模擬電路部分測(cè)試總原理圖：圖17 模擬電路部分原理圖（1）測(cè)試電壓反向求和單元表4 反向求和運(yùn)算電路A輸入端（V