NE555制作的恒溫器

電子工程學(xué)院課外學(xué)分設(shè)計(jì)報(bào)告題目：NE555制作的恒溫控制器姓名：何峰學(xué)號(hào)：電B091205專(zhuān)業(yè)：電子信息工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)室：開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室組別：同組人員：設(shè)計(jì)時(shí)間：2021年2月20日——2021年6月30日評(píng)定成績(jī)：審閱教師：目錄1．專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)………………11.1工程的背景……………………11.2工程的任務(wù)……………………11.3工程的目的……………………11.4工程的要求與設(shè)計(jì)指標(biāo)…………12.方案設(shè)計(jì)與論證…………………12.1NE555芯片功能………………12.2整體設(shè)計(jì)原理…………………33.硬軟件設(shè)計(jì)………44.實(shí)現(xiàn)與測(cè)試〔或調(diào)試〕…………55．分析與總結(jié)………55.1電路創(chuàng)新……………………55.2心得體會(huì)…………66.參考文獻(xiàn)…………61.專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)1.1工程的背景舊式的恒溫控制器大多數(shù)采用繼電器來(lái)切換加熱電源，由于加熱電流較大，在使用一段時(shí)間后，繼電器觸點(diǎn)容易被燒毀，因此需要經(jīng)常更換繼電器。自從出現(xiàn)了晶閘管，由于其完全可以取代繼電器，因此便開(kāi)始用它制作無(wú)觸點(diǎn)的恒溫控制器。由于這種恒溫控制器采用了熱敏電阻、運(yùn)算放大器和雙向晶閘管，它的控制精度高、工作可靠，還能節(jié)省維修費(fèi)用。1.2工程的任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)恒溫控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電熱器的工作狀態(tài)的控制。1.3工程的目的1.通過(guò)對(duì)電子技術(shù)的綜合應(yīng)用，使學(xué)到的理論知識(shí)相互融會(huì)貫穿，在認(rèn)識(shí)上產(chǎn)生一個(gè)飛躍。2.初步掌握一般電子電路設(shè)計(jì)的方法，得到一些工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練，并為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定良好的根底。3.培養(yǎng)自學(xué)能力，獨(dú)立分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。4.通過(guò)課程設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)，樹(shù)立嚴(yán)肅認(rèn)真，文明仔細(xì)，實(shí)事求是的科學(xué)作用，樹(shù)立生產(chǎn)觀點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)。1.4工程的要求與設(shè)計(jì)指標(biāo)要求設(shè)計(jì)的恒溫控制電路能實(shí)現(xiàn)如下功能：1、電熱器加熱工作狀態(tài)顯示；2、電熱器停止工作狀態(tài)顯示；2.方案設(shè)計(jì)與論證NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號(hào)，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、功耗、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普通的計(jì)時(shí)IC，只需要少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號(hào)。NE555的特點(diǎn)有：1.只需要簡(jiǎn)單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。2.它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯閘配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。3.其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。4.它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格廉價(jià)。2〕NE555引腳位配置說(shuō)明下：NE555接腳圖PIN1〔接地〕-地線〔或共同接地〕，通常被連接到電路共同接地。PIN2〔觸發(fā)點(diǎn)〕-這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于2/3VCC，下緣須低于1/3VCC。PIN3〔輸出〕-當(dāng)時(shí)間周期開(kāi)始555的輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電壓。周期的結(jié)束輸出回到0伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200MA。PIN4〔重置〕-一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。PIN5〔控制〕-這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下，這輸入能用來(lái)改變或調(diào)整輸出頻率。PIN6〔重置鎖定〕-PIN6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3VCC電壓以下移至2/3VCC以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。PIN7〔放電〕-這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為L(zhǎng)OW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。PIN8〔V+〕-這是555計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供給電壓的范圍是+4.5V〔最小值〕到+16V〔最大值〕。3〕參數(shù)功能特性：◆供給電壓4.5-18V◆供給電流3-6MA◆輸出電流225MA〔MAX〕◆上升/下降時(shí)間為100NSNE555引腳圖4〕NE555的內(nèi)部功能如下列圖所示5〕NE555真值表輸入輸出閾值輸入〔VI1〕觸發(fā)輸入〔VI2〕復(fù)位〔RD〕輸出〔Vo〕放電管TDXX00導(dǎo)通〈2VCC/3〈VCC/311截止〉2VCC/3〉VCC/310導(dǎo)通〈2VCC/3〉VCC/31不變不變2.2整體設(shè)計(jì)原理恒溫控制器由熱敏電阻RT1、RT2、NE555時(shí)基電路、溫度范圍調(diào)整RP1、RP2及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，電路如圖1所示。RT1、RP1為上限溫度檢測(cè)電阻，RT2、RP2為下限溫度檢測(cè)電阻。當(dāng)溫度下降時(shí)，②腳電位低于1/3VCC時(shí)，③腳輸出高電平，J吸合，LED2點(diǎn)亮，開(kāi)始加熱。當(dāng)溫度升高而使IC⑥腳電位高于2/3VCC時(shí)，③腳輸出低電平，J釋放，斷開(kāi)控制“電熱器〞的電源，停止加熱。3.硬軟件設(shè)計(jì)本控制電路的硬件電路設(shè)計(jì)如下圖：本電路設(shè)計(jì)中，所需器件清單如下：編號(hào)名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量Rt1Rt2熱敏電阻6.8K負(fù)溫度系數(shù)2Rp1Rp2微調(diào)電阻15K2R3R4電阻470Ω2C滌綸電容0.01u1LED發(fā)光二極管紅綠各一個(gè)2IC時(shí)基集成電路NE5551J電磁繼電器電壓6V電流參考電熱器14.實(shí)現(xiàn)與測(cè)試〔或調(diào)試〕 調(diào)整時(shí)，首選應(yīng)調(diào)整上限溫度，把Rt1置于所要求的上限溫度環(huán)境中〔用溫度計(jì)監(jiān)測(cè)〕，過(guò)一分鐘后〔Rt1與環(huán)境到達(dá)熱平衡〕，調(diào)RP1起到LED1剛好發(fā)光為止，反復(fù)多調(diào)幾次，可先將②腳與地短接一下，使③腳輸出高電平〔LED1亮〕，這樣便于觀察翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。然后調(diào)整下限溫度，過(guò)程同上，調(diào)整RP2使紅LED2亮，也要反復(fù)調(diào)整幾次，可先將⑥腳與電源VCC短接一下，以使③腳輸出低電平，觀察電路翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)RT1，RP1，RP2的控制得當(dāng)，才能使效果更加明顯。在調(diào)試本電路時(shí)候發(fā)現(xiàn)，該電路最好用小型穩(wěn)壓電源供電。可以使上限及下限溫度更容易得到控制?？傮w來(lái)說(shuō)，該電路的調(diào)試過(guò)程比擬簡(jiǎn)單，調(diào)試也比擬成功。5．分析與總結(jié)5.1電路創(chuàng)新該電路稍加修改，可作為超〔高、低〕溫報(bào)警器。5.2心得體會(huì) 通過(guò)這次的課外學(xué)分設(shè)計(jì)，受益非淺。期間遇到了許多問(wèn)題，但最后都一一得到解決，通過(guò)自己借閱相關(guān)的的書(shū)籍，查閱相關(guān)的資料文獻(xiàn)，開(kāi)拓了知識(shí)面。在實(shí)際操作方面，得到了很好的提高?？傮w來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)還是比擬順利的?，F(xiàn)將心得體會(huì)總結(jié)如下：設(shè)計(jì)初期要考慮周到，否那么后期改良很困難。應(yīng)該在初期就多思考幾個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行詳細(xì)了解，選擇最適宜的方法動(dòng)手設(shè)計(jì)?？傮w設(shè)計(jì)原理在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中非常重要，應(yīng)該充分了解電路的原理。設(shè)計(jì)時(shí)，多使用已學(xué)的方法，要整體考慮，不可看一步，做一步。在整體設(shè)計(jì)都正確后，在尋求簡(jiǎn)化的方法。在設(shè)計(jì)某些模塊的時(shí)候無(wú)法把握住整體，這時(shí)候可以先進(jìn)行小局部功能的實(shí)現(xiàn)，在此根底上進(jìn)行改造，雖然可能會(huì)多花一些時(shí)間，但這比空想要有效的多。盡可能使電路連線有序，模塊之間關(guān)系清楚，既利于自己的修改，也方便后期的調(diào)試工作。很多難點(diǎn)的突破都來(lái)自于與同學(xué)之間的交流，請(qǐng)教于老師，交流使自己獲得更多的信息，所以不要怕去問(wèn)問(wèn)題。應(yīng)該有較好的理論根底，整個(gè)實(shí)驗(yàn)都是在理論的指導(dǎo)下完成的。設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了許多理論課上學(xué)的內(nèi)容，如NE555芯片功能等。本次設(shè)計(jì)把理論應(yīng)用