简易水温控制器设计报告
水温设计作品报告书
广西交通职业技术学院信息工程系期考作品报告书题目：水温控制器的设计课程课程设计班级电信06学号 2006415020、2006415003、2006415013姓名刘美芳、陈小冰、黄晓坡任课教师成世龙二OO 九年一月《课程设计》期末作品考试报告书目录一、期考作品设计目标 (2)二、期考作品设计方案论证与比较 (2)2.1主控模块的设计 (2)2．2显示模块的设计 (3)2.3单片机的选择 (3)三、期考作品设计内容及制作步骤 (4)3.1、电路基本总框图及工作原理： (4)3.2主要单元电路的设计 (5)3.2.1主控模块的设计 (5)3.2.2 温度采集模块的设计 (6)3.2.3指示灯电路的设计 (6)3.2.4显示模块的设计 (7)3.2.5 加热器控制模块的设计 (7)四、期考作品调试过程分析 (8)五、期考作品设计制作总结 (8)六、期考作品提交及演示 (9)七、致谢词 (10)八、参考资料 (10)附录一：系统电路图 (11)附录二电路元件清单 (12)一、期考作品设计目标1、这次期末作品选题当中,经过与组员的讨论,最终选择做水温控制器的设计。
其所要求的基本功能如下：基本要求：①测温和控温范围：25℃～80℃②控温精度为±5℃③实现绝对温度K与摄氏温度℃的转换发挥部分：①测温和控温范围增加为：0℃～100℃②控温精度为±1℃③控温输出接继电器，控制加热器件，实现温度的自动控制④其他2、本作品采用的温度传感器是DS18B20，能过单片机将其采集到水温的数据，进行处理，并用1620液晶显示当前显示水温的温度，当水温的温度没有达到要求时，加热器一直给水加热，直到水的温度达到设定的要求时，加热器才停止加热，此过程是自动进行的，不需要人为进行手动控制。
本作品除了实现其功能之外，还具备灯指示的作用，以此使得人更清楚该加热器是处于何种工作状态，是处于加热状态还是停止加热。
因此该作品更适合于一些工作忙碌的工作者使用。
水温控制系统设计与报告总结
水温控制系统摘要：本系统以MSP430F149超低功耗MCU为核心,以DS18B20为温度传感器进行温度检测，采用电热棒进行加热。
该控制系统可根据设定的温度，通过PID算法调节和控制PWM波的输出，控制电磁继电器的通断时间从而控制水温的自动调节。
该系统主要包括MSP430F149单片机控制器模块、DS18B20测温模块、键盘模块、继电器控制模块及LCD12864液晶显示模块等构成。
具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。
关键词：MSP430 DS18B20 PID算法PWM LCD12864目录一、任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2要求 (1)1.2.1基本要求 (1)1.2.2发挥部分 (1)二、方案设计与论证 (2)2.1 温度检测电路方案选择 (2)2.2显示电路的方案选择 (2)2.3加热和控制方案选择 (2)2.4控制算法选择与论证 (3)三、系统硬件电路设计 (3)3.1系统结构框图 (3)3.2控制器模块 (3)3.3温度检测电路设计 (4)3.4加热控制电路设计 (5)3.5键盘及显示电路设计 (5)3.6电源电路设计 (6)四、软件设计 (6)4.1 PID算法设计 (6)4.2程序流程图 (8)4.2.1主程序框图 (8)4.2.2 LCD12864程序流程图 (9)4.2.3 PID程序流程图 (10)4.2.4 DS18B20水温检测程序流程图 (11)五、系统测试及分析 (12)5.1系统调试 (12)5.1.1控制模块的调试 (12)5.1.2 温度检测模块 (12)5.1.3 继电器的检测 (12)5.2测试结果及分析 (12)5.2.1测试仪器 (12)5.2.2测试方法 (13)5.2.3测试结果 (13)六、设计总结 (14)七、附录 (15)附录1 仪表器件清单 (15)附录2 水温控制系统原理图 (16)附录3 程序设计 (17)一、任务及要求1.1设计任务该水温控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算输出控制加热装置以实现水温控制的全过程。
简易温度控制器的设计
课程设计说明书第页简易温度控制器的设计摘要简易温度控制器是采用热敏电阻作为温度传感器,由于温度的变化而引起电压的变化，再利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或低电平从而对控制对象即加热器进行控制。
其电路可分为三大部分：测温电路，比较/显示电路，控制电路。
关键词：测温，显示，加热目录一、设计任务和要求 01.1设计内容 01.2设计要求 0二、系统设计 02.1系统要求 02.2系统工作原理 02.3方案设计 0三．单元电路设计 (1)3.1 温度检测电路 (1)3.1.1电路结构及工作原理 (1)3.1.2电路仿真 (2)3.1.3、元器件的选择及参数的确定 (3)3.2 比较/显示电路 (3)3.2.1 电路结构及工作原理 (3)3.2.2电路仿真 (4)3.2.3元件的选择及参数的确定 (5)3.3、温度控制单元电路 (5)3.3.1 电路结构及工作原理 (5)3.3.2 温度控制单元仿真电路 (6)3.4电源部分 (7)四.系统仿真 (9)结论 (9)致谢 (9)参考文献 (9)一、设计任务和要求1.1设计内容采用热敏电阻作为温度传感器，由于温度变化而引起电压的变化，再利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，从而通过输出电平对加热器进行控制。
1.2设计要求首先通过电源变压器把220V的交流电变成所需要的5V电压；当水温小于40℃时，H1、H2两个加热器同时打开，将容器内的水加热；当水温大于50℃，但小于70℃时，H1加热器打开，H2加热器关闭；当水温大于50℃时，H1、H2两个加热器同时关闭；当水温小于30℃，或者大于80℃时，红色发光二极管报警；当水温在30℃～80℃之间时，用绿色发光二极管指示水温正常[2]。
二、系统设计2.1系统要求系统主要要求将温度模拟量转化为数字量，再将其转化为控制信号，从而对显示电路和控制电路进行控制，从而自动的调节水温，2.2系统工作原理通过对水温进行测量，将所测量的温度值与给定值进行比较，利用比较后的输出信号至加热部分，让加热部分调控水温，从而实现对水温控制的目的。
水温控制器实验报告
《模拟电子技术》课程设计题目学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间目录1 课程设计的目的 (4)2 课程设计的任务与要求 (4)2.1设计任务 (4)2.2设计要求 (4)3 设计方案与论证 (4)3.1方案选择与论证 (4)3.2水温控制器的原理方框图 (5)4 设计原理与功能说明 (6)4.1元器件选用原理 (6)4.2总体电路图 (10)5 单元电路设计 (11)5.1信号处理单元 (11)5.2 温度显示单元 (11)5.3控制单元 (12)6 电烙铁的使用 (13)7 总结 (14)参考文献................................................................... 错误！未定义书签。
附录一：总体电路原理图....................................... 错误！未定义书签。
附录二：元器件清单.. (18)1 课程设计的目的通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
1、学习基于LM35控制水温的设计方法；2、研究基于LM35控制水温的设计方案；3、掌握三极管管脚极性的判断方法；4、熟悉电烙铁的使用方法。
2 课程设计的任务与要求2.1 设计任务利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler，即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。
2.2设计要求（1）设计一个水温控制器（2）能对水温进行测量并指示读数（3）能对水温进行控制，控制范围为0~100℃3 设计方案与论证3.1方案选择与论证根据设计要求，有以下3种方案：方案一：采用TC7107进行模—数转换。
通过温度传感器LM35采集到温度信号，通过使用TC7107集A/D转换和译码器于一体的功能，直接驱动数码管，省去译码器的接线。
水温控制系统报告
水温控制系统摘要水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,本设计基于stm32单片机控制的水温智能控制系统, 介绍了系统在硬件和软件方面的设计思想,以stm32单片机为核心，采用了温度传感器DS18B20，以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统。
建立了用户操作界面,构成微型监控系统,使水温变化情况可以进行动态的显示，并能在一定的范围内由人工设定。
关键词：stm32 智能控制DS18B20温度传感器PID算法AbstractThe water temperature control applies widely in the industry and the daily life, the classification are many, the different water temperature control system's control method is also different, this design the water temperature intelligent control system which controls based on the stm32 monolithic integrated circuit, introduced the system in the hardware and the software aspect's design concept, take the stm32 monolithic integrated circuit as a core, has used temperature sensor DS18B20, the water temperature control system which by the PID algorithm control as well as the PID parameter installation, unifies the control method which realizes. Has established the user operation contact surface, the constitution miniature supervisory system, enables the water temperature change situation to be possible to carry on the dynamic demonstration, and can by establish artificially in certain scope.Keyword: stm32 Intelligent control DS18B20 temperature sensor PID algorithm1任务及要求1.1任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升水，容器为搪瓷器皿(其他容器也可)。
毕业设计---热水器水温水位控制仪的设计
热水器水温水位控制仪的设计摘要可编程控制器单片机、PLC等的出现大大提高了现代工业的自动化程度，改善了产品的工作性能。
本次设计是对热水器水温水位控制系统的智能化改进，采用单片机对其水温水位参数进行控制，提高了热水器的工作稳定性，同时引进了数字传感器对水温进行数据采集，这样也就提高了系统的控制精度，对水位的控制结构简单，易于实现，具有很强的现实应用价值。
虽然是对热水器水温水位控制的改进，但这种智能化的改进方法也可以应用到工业、生活的各个水温和水位控制的环境中去，对于其他相关参数的控制的改进也具有一定的借鉴意义。
此次的基于单片机的水温水位控制系统是一个改进性的智能化产品，以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在今后将会由广泛的实用价值，其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。
关键词：热水器，加热, 水位检测，水温检测ABSTRACTThis academic is about a controller which is based on Single-chip Computer’s controlling the water heater’s water-temperature and water-level. It improved the water heaters intelligence greatly.This system can automatically detect the water heaters and water temperatures and can show the actual water lever and water temperature on time. When the water lever and water temperature exceeds the limitation, this system can automatically pump water to appropriate water lever and can increase temperature to the right value. Water temperature and water level can be self-defined by keys. what’ s more, this system can define water temperature and water-level at random in certain areas which is compensated by itself for increasing water or heating. Its operation behavior is matching with voice and visual sensation, which can make it accessible to master remote controlling.Keywords: Water heaters, heating, Water level’s examinationWater temperature’s examination目录第1章绪论 (1)第2章系统设计方案讨论与选择 (2)2.1 系统设计方案的选择 (2)2.1.1 总体系统设计方框图 (2)2.2 温度控制系统的设计方案讨论 (3)2.3 水位控制系统的设计方案讨论 (3)2.4 数据显示系统的设计方案讨论 (3)2.5 报警系统的设计方案讨论 (4)第3章系统工作原理 (5)3.1水温控制系统 (5)3.2水位控制系统 (5)3.3水温水位显示系统 (5)3.4热水器报警系统 (5)第4章系统单元电路设计 (6)4.1 单片机最小系统 (6)4.1.1时钟电路 (6)4.1.2 复位电路 (6)4.1.3 下载口电路 (7)4.1.4 串行通信接口电路图 (8)4.2 显示系统设计 (8)4.2.1 TC1602A简介 (8)4.2.2 LCD1602与单片机的连接图 (14)4．3 水位检测系统设计 (14)4．4 水温检测系统设计 (15)4.4.1 单线数字温度计DSl820介绍 (15)4.4.2温度计算 (16)4.4.3 DSl820工作过程及时序 (16)4.4.4 DS18B20与单片机的硬件连接图 (18)4．5报警系统设计 (19)4．6继电器驱动电路设计 (20)4．7电源电路 (21)第5章系统软件设计 (22)5.1 系统硬件开机自检程序设计 (22)5.2 系统自动上水程序设计 (23)5.3 水温水位交替显示流程图设计 (23)5.4 系统按键程序设计 (25)第6章系统可靠性处理 (26)6.1 硬件调试 (26)6.1.1 接地处理 (26)6.1.2 隔离处理 (26)6.1.4 滤波处理 (27)6.2 软件调试 (27)第7章热水器水温水位控制仪使用说明 (28)总结 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录一系统原理图 (32)附录二部分源程序清单 (33)第1章绪论随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
水温控制系统设计实验报告
北京联合大学水温控制系统设计重点：水温控制系统的基本设计方法难点：系统技术指标的实现要求：设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1L净水，水温在一定范围内由人工设定，并在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的水温基本不变。
○1具备系统自检功能○2温度设定范围为C90~40，最小区分度为C 1，标定温度小于等于C 1；○3环境温度降低时，温度控制的静态误差小于等于C 1；○4用十进制数码显示水的实际温度；○5当调节5分钟无效时，声光报警；⑦当设定温度突变时，由C40提高到C60，减少系统的调节时间和超调量；⑧当设定温度突变时，由C40提高到C60，自动打印水温随时间变化曲线。
系统框图：89C52单片机数码显示管温度控制器电炉电风扇报警器温度传感器采样电路：温度传感器是整个控制系统获取被控对象特征的重要部件，它的特性直接影响系统的精度，数字式温度传感器DSl8820是最新的“一线器件”．它具有体积小、适用电压宽、经济，实用、线性度很好，精度较高、且其本身已经进行了校正，使用时不需再进行调整等特点，本系统采用DSl8820作为温度传感器，采集的数据直接送到单片机中．现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性．适合于恶劣环境的现场温度测量．控制器：控制器采用AT89C52单片机，数据的采集、温度显示、温度设定．并完成超温报警功能．主频选用12MHZ的晶振控制电路如图数码管显示电路：按键电路中，当人工设定温度后自动返回，显示当前的实际温度．显示功能是由3个数码管来完成，它们显示的数据分别代表个位、十位和小数点后一位．所显示的数据由单片机以并行位选方式直接以BCD码送给数码管．显示电路如图:温度控制电路：此部分电路主要由光电耦合器MOC3041和双向可控硅BTA12组成。
MOC3041光电耦合器的耐压值为400v，它的输出级由过零触发的双向可控硅构成，它控制着主电路双向可控硅的导通和关闭。
简易水温控制系统
简易水温控制系统 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-一个简易水温控制系统的设计———控制算法设计摘要在工农业生产和日常生活中，对温度的检测与控制始终有着非常重要的实际意义和广泛的实际应用。
为了加深计算机控制理论的理解，故设计一个温度控制系统，该系统主要由温度信号采集与转换模块、主机控制模块、温度控制模块、液晶显示模块四部分组成，控制算法为PID算法。
系统可实现稳态误差小于1℃，最大超调小于1℃，并且调节时间较短，恒定效果好。
温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一个基于数字传感器DS18B20和单片机STC89C52的简单温度控制系统，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。
该系统可通过液晶显示器LCD1602显示数据或字符，通过按键设定参数；通过DS18B20测温，实现电热杯水温控制；通过PL2303下载端口，实现单机和上位机的通讯。
实验表明该系统能够实现对温度的控制，具有一定的控制精度。
该系统测温电路简单、连接方便，可用于简单温度控制的场合。
关键词：单片机；温度传感器；液晶显示器；PID算法AbstractIn industrial and agricultural production and daily life, the testing and control of temperature has always had very important practical significance and extensive practical application. In order to deepen the understanding of the computer control theory, the design of a temperature control system, the system is mainly composed of temperature signal acquisition and conversion module, host control module, temperature control module, liquid crystal display module four parts, the control algorithm for PID algorithm. System can realize the steady state error is less than 1 ℃, the maximum overshoot less than 1 ℃, and the adjustment time is shorter, constant effect is good. Lagged temperature control system of the object, its response to the step signal will delay some time, produce adverse effect to the automatic control, so effective for accurate temperature measurement and control is an important indicator in the industrial control system. Temperature is an importantphysical quantities, it is also one of the main process parameters in industrial production process, many properties of objects and features are related to temperature, a lot of important process can only be effective in a certain temperature range, thus, accurate measurement and reliable control of temperature, in the industrial production and scientific research has the very vital significance. This paper expounds the concept of process control system, introduced a digital sensor DS18B20 and single chip microcomputer based STC89C52 simple temperature control system, electric kettle for controlled object, and through the experiment the method to establish the mathematical model of temperature control system, using PID algorithm to the design of the system, to achieve the better control. Through DS18B20, the temperature control of the electric heat cup is achieved. Through the PL2303 download port, the communication between the single machine and the above machine is achieved. The experiment shows that the system can control the temperature, and has certain control accuracy. The system is simple and easy to connect, which can be used for simple temperature control.Key words: single chip microcomputer;the temperature sensor;Liquid crystal display;PID algorithm目录一﹑设计任务与要求1.基本要求1L水由1kW的电路加热，要求水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度变化时实现自动调整，以保持在设定的温度。
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简易水温控制器设计报告目录一．设计要求 (2)二．设计作用、目的 (2)三.设计的具体实现 (3)1.系统概述 (3)2.单元电路设计、仿真与分析 (4)四.心得体会及建议 (21)五.附录 (23)六.参考文献 (25)简易水温控制器设计报告一．设计要求设计一个简易的水温控制器，在市电的情况下，能够检测容器内水的温度，以检测到的温度信号控制加热器的开关，将水温控制在一定的范围之内。
（1）.当温度小于t1时，两个电阻丝同时通电加热，将容器内的水加热；（2）.当水温大于t2，但小于t1时，仅一根电阻丝通电加热；（3）.当水温大于t2时，两根电阻丝都不通电；（4）.用显示电路显示出开关通断情况；（5）.电源：220V/50HZ的工频交流电供电；（6）.根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计过程；（7）.利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单。
二．设计作用、目的模拟电路课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，通过课程设计，要求达到以下目的。
（1）.通过水温控制器的设计，使我们能够巩固和加深对模拟电子电路基本知识的理解，了解日常电子产品的设计与应用；（2）.培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册，图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考，深入研究有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
（3）.通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（4）.了解与课题有关的电子电路及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。
三.设计的具体实现1.系统概述水温控制器电路的总体框图如图所示。
它由水温检测电路、比较电路、电阻丝开关电路，显示电路和电源电路5部分组成。
图1 简易水温控制电路的总体框图水温检测电路的功能是利用温度传感器的特性检测水温的变化，在这里利用可变电阻代替热敏电阻，同时将温度信号转化为电信号。
比较电路的功能是利用比较器的原理实现水温范围的确定，同时利用滞回比较器的迟滞特性来避免跳闸现象。
电阻丝开关电路的功能是完成控制电路和对水温的加热。
显示电路的功能是利用发光二极管将电阻丝通电与否显示出来。
电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。
2.单元电路设计、仿真与分析2.1 水温检测单元电路图2 桥式温度测量电路如上图所示桥式温度测量电路，检测元件可采用铂电阻。
运放要选择输入电阻较大的运算放大器，其共模抑制比必须高一点以保证运放的精度，为了使运放两端输入平衡，两个5.6K的电阻要尽量相等。
当铂电阻电压改变的时候会给运放部分一个电压差，这个电压差再经过以上的规律放大后可以数去一个电压信号，此电压信号是随温度变化而正比变化的。
2.1.1 电路仿真图3 温度测量电路仿真图上图为设计软件下仿真的截图，在末端可以加装电压表，调节滑动变阻器可以使输出电压改变，于是可以得出其已经具备的将温度信号转变为电信号的能力。
2.1.2 元器件的选择及参数的确定为了获得比较高的测量精度，电阻可以选用1%的五环金属膜电阻，或者采用电位器调节得到两只匹配的300K电阻，尽可能实现匹配，提高电路的共模抑制比，运放要选择输入电阻较大的预算放大器,在此电路中，可选用LM324。
LM324:图4 LM324管脚连接图LM324系列器件是带有真差动输入的四运算放大器。
与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。
该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。
共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。
每一组运算放大器可用图所中示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的相位相同。
2.2 比较单元电路比较电路也即水温检测和水温范围测量电路。
将输入的变化的电压与基准电压（上下限电压）进行比较，通过运放输出高低电平来控制后面的电路。
电路图如图5所示：图5 比较单元电路图电阻型温度传感器是最典型也是最简单的一种温度传感器，它的工作原理是通过阻抗的变化来表示温度的变化，同时将温度Us U1U2Uo1Uo2信号转化为电信号Us。
即Us代表了实际的水温t。
如图5所示，R1，R2是可变电阻，调节R1，R2的阻值，可以改变Us的大小。
在电路中，稳压管D1，D2和电阻R3，R4构成参考电压电路，滞回比较器构成水温测量范围电路。
参考电源产生的功能是产生两个稳定的电压，这两个电压代表水温范围的上限值t2和下限值t1。
由于参考电源产生电路输出端接入比较器的输入，为了防止出现输出电流导致参考电源不稳定的情况，电路采用电阻和稳压管相结合的方式构成。
其中U1=8V，U2=4V，分别接入到两个运算放大器的同相输入端，Us同时输入到这两个运算放大器的反相输入端。
当Us<U2，即Us<U1时，Uo1和Uo2都输出高电平；当Uo2<Us<Uo1时，Uo1输出高电平，Uo2输出低电平；当Us>U1，即Us>U2时，Uo1和Uo2都输出低电平。
由于Us，U1，和U2分别代表t，t1和t2，实际水温和水温控制范围的大小关系就确定了。
在电路中，通过滞回比较器代替单限比较器来防止跳闸现象的出现。
图6 传输特性根据Un=Up：Ut2=U1*R9/(R5+R9)+Uo1*R5/(R5+R9)Ut2=U1*R5/(R5+R9)+0所以Ut2-Ut1=Uo1*R5/(R5+R9)V，即Uo1从高电平转化为低电平和从低电平转化为高电平的分界点就有了Uo1*R5/(R5+R9)V的差别，从而可以防止跳闸现象的出现。
滞回比较器的Uo2的特性同上。
2.3 电阻丝开关电路图7电阻丝开关电路图如图7所示，电阻丝开关电路是有三极管电路和继电器电路构成的。
电路的输入即为Uo1,Uo2。
2.4 开关和显示电路图8 开关和显示电路2.5 电路仿真：1.如图9所示，U1=8.098V，U2=5.028V，Us=2.666V，即Us<U2<U1。
因为Us为运放的反向输入端，U1，U2分别为运放的同向输入端，Up>Un，所以Uo1和Uo2都输出高电平，Q1和Q2导通，开关闭合，两个电阻丝都加热，LED1和LED2亮。
U1示数U2示数Us示数图9 U1，U2，Us的示数图10 K1，K2闭合 LED1，LED2亮图11 当Us<U2<U1时的仿真电路图2.如图12所示，U1=8.98V，U2=3.895V，Us=4.098V，即U2<Us<U1。
因为Us为运放的反向输入端，U1，U2分别为运放的同向输入端，所以，U1>Us，Uo1输出高电平，Q1导通，开关闭合，电阻丝加热，LED1亮；U2<Us，Uo2输出低电平，Q2截止，开关断开，电阻丝不加热，LED2不亮。
U1示数U2示数Us示数图12 U1，U2，Us的示数图13 K1闭合，K2断开 LED1亮，LED2不亮图14 当U2<Us<U1时的仿真电路图3.如图15所示，U1=6.017V,U2=3,895V,Us=8.665V,即U2<U1<Us。
因为Us为运放的反向输入端，U1，U2分别为运放的同向输入端，Un>Up,所以，Uo1和Uo2都输出低电平，Q1和Q2都截止，开关断开，电阻丝不加热，LED1，LED2不亮。
U1示数U2示数Us示数图15 U1，U2，Us的示数图15 K1，K2断开 LED1，LED2不亮图16 当U2<U1<Us时的仿真电路图由于电阻丝的功能是加热，即电阻丝中通过对是大电流和大功率，因此电阻丝需要交流供电，这样一来，电路中的开关必须使用继电器电路。
而一般运放放大电路的输出电流无法驱动继电器，因此需要加入电流放大电路。
图中Q1，Q2即构成电流放大电路，其中R11，R12为限流电阻，防止输入电流过大烧毁三极管。
继电器连接三极管的集电极，当有电流驱动时，开关闭合；当无电流驱动时，开关断开，同时继电器两端并入二极管进行保护。
2.3.2 元器件的选择和参数的确定继电器EDR2H1A12：继电器是一种电子控制元件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大的电流的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节，安全保护，转换电路等作用。
电磁式继电器一般由铁芯，线圈，衔铁，触点簧片等组成，如图17所示。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点吸合。
这样吸合，释放，从而达到了在电路中的导通，切断的目的。
图17 继电器工作原理图2.5 电源电路直流稳压电源由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路四部分组成。
图18 直流稳压电源各部分组成及其波形电源变压器将220V的电网电压变换成符合需要的交流电压。
变压器副边线圈通过整流电路从交流电压转换成直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，半波整流电路和全波整流电路的输出波形如图中所画。
为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。
理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出电压仅为直流电压。
稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
2.5.1 直流稳压电源电路仿真：图19 直流稳压电源电路的仿真图经过变压，整流，滤波和稳压，这个电源电路的单元电路可以将220V的交流电变为5V，12V，-12V的直流电，给后面的电路提供稳定的工作电压。
2.5.2元器件的选择和参数的确定这里选择型号为1N4148的二极管。
1N4148是一种小型的高速开关二极管，具有高电导的特点，开关比较迅速，反向恢复时间最大 4纳秒，连续反向电压最大值为75V，重复峰值反向电压最大值为100V，重复峰值正向电流最大值为450毫安，广泛用于信号频率较高的电路进行单向导通隔离,通讯、电脑板、电视机电路及工业控制电路中常用它.2.6 水温控制器总原理电路图：图17水温控制器总原理电路图从电路的原理图以及仿真过程中可以看出，能够确定出实际的水温和水温控制范围，能够达到一定的下限水温，在没有达到这个下限水温之前，两根电阻丝同时加热，使水温快速上升。