空调温度控制器 模拟电子技术 课程设计
模拟电子技术课程设计
课题名称：
空调温度控制器
班级：08级自动化
学号：11、23、32
姓名：赖金锐、彭修建、詹清镇指导教师：詹庄春
信息工程系
目录
一、引言 (1)
二、设计目的 (2)
三、设计任务与要求 (2)
四、实验设备及元件 (3)
五、方案设计与论证 (8)
六、单元电路设计与实验调试 (9)
七、整体电路制作调试说明 (11)
八、调试中出现的问题 (12)
九、总结与心得 (13)
十、设计成果展示 (14)
十一、参考文献 (15)
一、引言
温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同,传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。文献[2 ]提出改进的、电路,采用主回路无触点控制,克服继电器接触不良的缺点,且维修方便,缺点是温度控制范围小,精度不高。
本设计要求温度可以设定，并要求温度被控制在设定的值附近，所以该系统应该是一个
闭环控制系统。实现对温度控制的方法很多，有采用模拟电路实现的，也有采用计算机构成的智能控制。模拟控制温度的方法主要有开关式控制法、比例式控制法和连续式控制法。开关式控制是将检测的温度信号和设定的温度值通过比较器比较后，驱动一开关器件（一般是继电器）控制加热器的通断。如当测量的温度低于设定的温度值时，驱动电路使继电器接通加热器的电源，使温度上升；当温度高于设定的温度时，驱动电路使继电器断开加热器的电源，停止对加热器的加热，温度将下降。这样继电器反复动作，温度将被控制在设定值附近。
开关式温度控制方法的优点是电路简单，缺点是控制精度较低，并且在设定温度附近，频繁启动继电器，影响继电器的使用寿命。比例式控制是选择一个固定的时间T作为控制周期，选择控制周期的长短一般根据加热的热容量选取，热容量大的可选择控制周期长一些，一般选择T=10~15秒。当温度低于设定的温度较多时，在一个控制周期T内接通加热器电源的时间就比较长（假设为t），随着温度的升高，加热时间t逐渐减少；当温度高于设定的温度时，加热时间t等于零，温度逐渐下降，最后使温度接近稳定。该方法控制温度精度将大大提高。连续控制是根据测量温度的大小自动连续调节加热器电流的大小，当温度大于设定的温度时，可自动的控制减小加热器的电流，反之则增大电流，可使温度自动的保持在设定的温度上，该方法控制稳定的精度最高，电路也比较复杂，同时要求一个可控的功率器件实现对加热器电流大小的控制。
本设计要求温度的控制精度不高，可采用控制线路较简单的开关式控制方法。
二、设计目的
1通过实验调试，了解并掌握运算放大器的工作原理和使用方法及其注意事项。
2 学会查阅元器件资料, 读电路图辨别元器件,检查并测试元器件。
3学会绘制电路图并组装电路,调试电路的能力。
4 熟练掌握各种基本仪器的使用。
5 学会并熟练掌握电路仿真软件的使用(Multisim等)。
三、设计任务与要求
本次课程设计，是满足小型家用空调温度控制器，可通过手控预置温度。控制器可按人们的要求，将室内温度保持在一定范围内。先由环境温度作用于热敏电阻，从而改变运算放大器的电位，以达到控制具有开关作用的三极管的电位状态，继而控制继电器的工作，最后控制发动机运转。整个过程都是自动的。
在设计思路上同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥，并使设计方案可行，效果良好。
使用模拟电子元件显示空调的运行和静止状态.，显示空调的运行和静止状态. ，开发同学们的发散思维。同时可以充分发挥同学们的动手操作能力。培养同学们对课程设计的兴趣。加深对各种援建的认识。
四、设备及元器件
代码名称规格型号数量
IC1集成电路LM324 1
IC2集成电路CD4011 1
VT 三极管2N2222 1
VD1二极管1N4148 1 VD2、VD3发光二极管2EF441(R、G) 2
R t 负温度系数热敏电
阻
MF12-1-10kΩ 1
R1电阻RTX-0.125-3kΩ-Ⅱ 1
R2、R4电阻RTX-0.125-15kΩ-
Ⅱ
2
R3、R5电阻RTX-0.125-10kΩ-
Ⅱ
2
R6、R8电阻RTX-0.125-1kΩ-Ⅱ 2
R7电阻RTX-0.125-4.7kΩ-
Ⅱ
1
RP1、RP2微调电位器3296 47kΩ 2 KR 电磁式继电器JZC-12F/012-12 1
图1、 LM324引脚图与元件图
表1 LM324引脚功能
图2、CD4011引脚图
引脚 功能（v ） 电压
引脚 功能 电压（v ）
1 输出1 3.0 8 输出3 3.0 2
反向输入1
2.7
9
反向输入3
2.4
3 正向输入1
2.8 10 正向输入 2.8
4 电源 5.1 11 地 0
5 正向输入 2.8 12 正向输入 2.8 6
反向输入2
1.0
13
反向输入4
2.2
7 输出2 3.0 14 输出4 3.0
表2、CD4011引脚功能图表
图3 CD4011引脚图
项目
原件参数
VDD 电压范围 －0.5V to 18V 功耗
双列普通封装 700mW
工作温度范围
CD4011BM -55℃ - +125℃ CD4011BC -40℃ - +85℃
表3 CD4011参数表
图4、2N2222型三极管
引脚 功能 引脚 功能 1 数据输入端 8 数据输入端 2 数据输入端 9 数据输入端 3 数据输出端 10 数据输出端 4 数据输出端 11 数据输出端 5 数据输入端 12 数据输入端 6 数据输入端 13 数据输入端 7
地
14
VDD 正电源
表4、2N2222型三极管
图5 1N4148二极管
表5 1N4148二极管参数表 MF12负温度系数热敏电阻外型结构和尺寸：
主要技术参数：
时间常数≤30S 测量功率≤0.1mW 使用温度范围-55～+125℃ 耗散系数≥6mW/℃ 额定功率0.5W
参数 管脚838电子 符号 2N2222 2N2222A 单位
集电极-发射极电压 V CEO 30 40 V 集电极-基极电压 V CBO 60 75 V 发射极-基极电压 V EBO 5
6 V 集电极电流-连续 Ic 600 mA 器件耗散 @ TA = 25℃ PD 625 mW 操作和存储结温范围
TJ,Tstg
–55 to +150
℃
项目
参数 项目
参数 二极管类型 小信号 针脚数 2
电流, If 平均 150mA 总功率
Ptot:500mW 表面安装器件 轴向引线 正向电压 Vf 最大 1V 时间, trr 最大 4ns 电流, If @ Vf 10mA 电流, Ifsm 2000A 最大正向电流, If 200mA 结温, Tj 最高
200°C
电流, Ifsm
2000A
JZC-12F-DC5V电磁继电器：
3296W微调电位器;
1、逆时针旋转
2、滑动片
3、顺时针旋转
实验设备：1、模拟电路试验箱2、万用表
五、方案设计与论证
图6 空调温度控制器电路图
该电路利用由运算放大器构成的双限比较器，控制室内的最高温度以及空调开启的温度。当空调接通电源时，由R2和R3及RP1微调电位器对直流电源分压后给U1A的同相输入端一个固定基准电压。由温度调节电路RP2、R5及R4对电源分压的微调电位器RP2调整后输出一个设定温度电压给U1B的反相输入端，这样就由U1A组成开机检测电路，由U1B组成关机检测电路。当室内的温度高于设定温度时，由于负温度系数热敏电阻R t和R3的分压大于U1A的同相输入
端和U1B的反相输入端电压，U1A输出低电平，U1B输出高电平。由IC2组成的RS触发器其输出端输出高电平，使三极管导通，VD2(R)点亮，继电器吸合，其常开触电闭合，接通压缩机电动机电路，压缩机开始制冷。
当压缩机工作一定时间后，室内温度下降，达到设定温度时，温度传感器阻
值增大，使U1A的反相输入端和U1B的同相输入端电位下降，U1A的输出
端为高电平，而U1B的输出端为低电平，RS触发器的工作状态翻转，其输
出为低电平，从而使三极管截止，VD3(G)点亮，继电器停止工作，常开触
点被释放，压缩机停止运转。
六、单元电路设计与实验调试分析
根据设计要求，对电路进行了Multisim软件仿真，整体仿真电路的连接见模块七。
实验一：对运算放大器LM324加载电源测试实验
图A LED灯亮（74LM324输出端为高电平）
图B LED灯灭（74LM324输出端为低电平）
实验步骤：
1.按图接线，将ui-与2连接，ui+与3连接，u+与+12V连接，u-与-12V连接，
uo与图1-21中Vcc连接。
2.调节电源输入，观察LED灯状态。
3.灯亮为“1”，熄灭为“0”。
实验一小结：
①当ui+ > ui-即ui>0时uo为高电平
②当ui+ < ui-即ui<0时uo为低电平
实验二：对运算放大器LM324加载电阻测试实验
图C 带电阻的LED灯灭
当R6阻值增大到一定值时，U->U+,运算放大器LM324输出为低电平，此时，发光二极管灭。
图D带电阻的LED灯亮
当R6阻值减小到一定值时，U- 时，发光二极管亮。 实验步骤： 1.先定下来u-的电位，用示波器观察。 2.调节Rt阻值，使输出处于临界状态，用示波器观察u+的电位。 小结： ①RT变阻器部件位于电子箱的“整流滤波”模块，另一变阻器于“互补功放” 模块，LED灯位于“观点耦合”模块。 ②调试时要注意正确接线，注意防止led灯发生耦合。 七、整体电路制作调试说明 完成单元电路设计与调试试验后，步入整体电路设计与分析调试阶段， 总结单元电路设计经验，在小组队员的一致努力下，团结协助，成功设计出 可行的整体电路图，仿真如下图： 图E 整体电路设计仿真图 实物调试步骤： 1、检验各器件是否完好无损 2、正确按图焊接电路板 3、调试各元器件参数 4、在模拟电子试验箱进行通电实验 5、观察LED灯是否正确显示，跳变 八、调试中出现的问题 在实验过程中，林林总总的问题频繁出现在调试中。本小组遇到许多典型性问题，如焊接问题中的虚焊，导线焊接不牢等基本错漏。此类问题需要组员细心协作、检查。又诸如调试间的LED灯亮息问题，如：只亮红灯，只亮绿灯，亮灯皆亮的代表性问题。此类问题，比较难以段时间内攻克，此问题往往是由于接线错误导致的问题，属于知识理论出错范畴，尤其需要全体组员重新对整个电路进行检查推倒。据本小组经验所得，两灯只亮其一，往往是在芯片CD4011中与非门的错误连接上导致，而且，问题隐蔽性较高，难于通过检查发现。而红灯与绿灯皆亮，往往是因为芯片CD4011芯片中的输出端漏接导致。 其中，一比较普遍的问题值得引起调试者关注：如滑动变阻器滑动端漏接导致变阻器未能起作用，因而导致调试失败，此问题发生现象极为普遍，本小组深有体会。这不属于理论知识的缺乏，完全是疏忽所致，因此，细节尤显重要，导师的名言在此完美体现：细节决定成败。 另一较重大的问题出现在本课程设计中，乃本课程关键所在。由于热敏电阻变化室温下变化十分缓慢，导致RT阻值变化极小，难于实现其功能，导致LED灯跳变难于实现，使调试失败。此问题的解决方法在詹导师的指 导下得到有效攻克。由于热敏电阻的作用乃是通过改变阻值大小使比较器输 入端电压U->U+导致红灯启亮，所以，完全可以直接给U-加上一个可调变 电压源来代替热敏电阻的作用。至此，热敏电阻的问题得到圆满解决。 天妒英才，由于本小组过于杰出，所遇问题非常人所遇，导致实验成果 一波三折，实为老天之过。在线路正确连接，焊接精准无误，理论占据高点 的情况下，依然在验收电路板时受挫不前，不能于当天圆满完成任务，实乃 本组一大遗憾，深深感到一件成功作品的问世是充满坎坷与崎岖的。最终， 披荆斩棘，历经万难，在宿舍的友好氛围下，意外性的解决了问题。原来， 实乃芯片CD4011发生故障所致，由于本小组态度勤勉，反复试验，为求真 理，是芯片操劳过去，中途憾死，间接导致本设计夭折，天可怜见。呜呜… 此后，通过本课程设计，再次论证了詹导师的名言：细节决定成败，小 心使得万年船。（当然，我说出来，我就错了。码字好累，求加分。） 九、总结和心得 历经为期四周的不殆学习，本小组深刻体会到了丰富知识的同时还要注 重细节的求证。在这次模拟电子技术基础课程设计中，同时也让本组员学会 了很多关于模电理论方面和实践方面的知识，使我们受益匪浅，不仅锻炼了 大家的动手能力，巩固了至大一以来multisim仿真软件的应用与使用。 实践证明，设计一个很简单的电路，所要考虑的问题，要比平时学习课程的时候考虑的多得多。因此一开始，我们遇到了很多麻烦与问题。庆幸在詹老师和同学们的帮助下，我们渐渐的懂得了入门方法。 在此期间我们发现与遭遇了许多的问题，经过反复思考和仿真验证，至 终发现原来很多关于控制器的理论原理图都与实践有很大的区别，我们耐心 的对原理图进行深度剖析，至终确定了合理的元件参数，并进行了细心地修 改。 此刻我们作为自动化专业的学生，深深地了解到课程设计的重要性。这次实习使我们从刚开始的不懂不会，到现在的基本掌握这个电路整体运作。这是一次深刻而有力的进步。 通过这次实习，让使我们对所学过的知识有了一个崭新的认识，与此同时，提高了我们对考虑问题、分析以及实际动手操作的经验与能力。让我们的综合能力迈上了新的台阶，进入新的层次。实践证明，掌握了模电的知识及一门专业仿真软件的基本操作，无疑大大的提高了我们自己的设计能力及动手能力。熟悉理论知识但忽略细节成败在这次实习中表现的尤为明显，它会让一次辉煌而盛大的成功生生夭折。这刻骨铭心的体会将有助于我们今后的进一步学习，进一步端正自己的学习态度，从而更加稳健的走向成功。 模拟电子技术课程设计结束了，带着我们全体自动化学员的优美作品，为这次的课程设计画上了一个休止符。在此，感谢我们全体辛勤劳作的自动化学员，勉励艰苦奋斗的杰出的本小组全员，感谢我们伟大的生活与学习导师，感谢老师为我们本次课程设计付出的辛苦劳动与提供的卓越理论指导。 十、设计成果展示 ①正面优美版面设计： ②优美的反面焊接： 十一、参考文献 [1] 杨素行主编《模拟电子技术基础简明教程（第三版）》高等教育出版社，2006 [2] 余孟尝主编《数字电子技术基础简明教程（第三版）》高等教育出版社，2006 [3] 郭锁利，刘延飞，李琪等编著《基于Multisim 9的电子系统设计、仿真与综 合应用》人民邮电出版社，2008年 [4] 部分资料来自互联网 模拟电子技术课程设计 ——线性F/v转换1．设计任务和要求 ------------------2 2.总体方案选择的论证 ------------------3 3．单元电路的设计 ------------------7 4．绘出总体电路图 ------------------14 5．组装与调试 ------------------15 6.所用元器件的购买清单 ------------------16 7.列出参考文献 ------------------16 8.收获、体会和建议 ------------------17 一．课程设计与要求 （1）设计任务 选取基本集成放大器 LF353、555定时器、二极管和电阻、电容等元器件，设计并制作一个简易的线性F/V转换器。首先，在EWB软件平台环境下进行电路设计和原理仿真，选取合适的电路参数，通过输出的波形的直流电压测试线性F/V转换器的运行情况。其次，在硬件设计平台上搭建电路，并进行电路调试，通过数字万用表观测电路的实际输出电压值。最后，将该实际电压值与理论分析和仿真结果进行比较，分析产生误差的原因，并提出改进方法。 （2）设计要求 1.性能指标要求。 ①输入频率为0~10KHz、幅度为20mV（峰峰值）的交流信号。 ②线性输出0~10V的交流信号。 ③转换绝对误差小于20mV（平均值）。 ④1KHz时的纹波小于50mV。 2.设计报告要求。 ①根据电路性能指标要求设计完成电路原理图，计算元件参数，写出理论推导工程，并分析各单元电路的工作原理。 ②利用EWB软件进行仿真调试。 ③绘出总体电路图 ④记录实验结果和调试心得，判断误差原因，万恒实验结果分析。 电子技术课程设计一、课程设计目的： 1．电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节，主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品，巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识； 2．经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等，加强在电子技术方面解决实际问题的能力，基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具，提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力； 3．课程设计是为理论联系实际，培养学生动手能力，提高和培养创新能力，通过熟悉并学会选用电子元器件，为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获： 1.学习电路的基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡； 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式： 以学生独立设计为主，教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计，强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的，在进行电子系统设计时，既要考虑总体电路的设计，同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现，所以实现一个电子系统时，根据电子系统框图，多数情况下只有少量的电子电路的参数计算，更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。 2. 电子系统内容步骤： 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) （1）总体方案框图： 反映设计电路要求，按一定信息流向，由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图： （2）单元电路设计与参数计算---电子元件选择： 基本模拟单元电路有：稳压电源电路，信号放大电路，信号产生电路，信号处理 电路（电压比较器，积分电路，微分电路，滤波电路等），集成功放电路等。 基本数字单元电路有：脉冲波形产生与整形电路（包括振荡器，单稳态触发器，施密特触发器），编码器，译码器，数据选择器，数据比较器，计数器，寄存器，存储器等。 为了保证单元电路达到设计要求，必须对某些单元电路进行参数计算和电子元件 选择，比如：放大电路中各个电阻值、放大倍数计算；振荡电路中的电阻、电容、振荡频率、振荡幅值的计算；单稳态触发器中的电阻、电容、输出脉冲宽度的计 算等；单元电路中电子元件的工作电压、电流等容量选择。 计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产 生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加 热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。 《微机原理及接口技术》 课程设计说明书 课题：家用空调温度控制器的控制程序设计专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师：王亚林 2015年1月8 日 目录 第1章、设计任务与目标................................................................................ 错误!未定义书签。 设计课题：................................................................................................ 错误!未定义书签。 设计目的：................................................................................................ 错误!未定义书签。 设计任务：................................................................................................ 错误!未定义书签。 基本设计要求：............................................................................................................. 错误!未定义书签。 第2章、总体设计规划与方案论证 (6) 设计环节及进程安排 (6) 方案论证 (5) 第3章、总体软件设计说明及总流程图 (10) 总体软件设计说明 (10) 总流程图 (11) 第4章、系统资源分配说明 (13) 系统资源分配 (13) 系统内部单元分配表 (13) 硬件资源分配 (15) 数据定义说明 (16) 部分数据定义说明 (16) 第5章、局部程序设计说明 (17) 总初始化以及自检 主流程 按键音模块 (17) .2 单按键消抖模块 (17) PB按键功能模块 (18) 基本界面拆字模块 (19) 4*4矩阵键盘模块 (19) 模式显示模块 (20) 显示更新模块 (21) 室内温度AD转换模块 (21) 4*4矩阵键盘扫描子程序 (21) 整点报时模块 (23) 空调进程判断及显示模块 (23) 三分钟压缩机保护模块 (23) 风向摆动模块 (24) 驱动控制模块 (24) 定时开关机模块 (25) 第6章、系统功能与用户操作使用说明 (26) 大屏联网温控器安装使用说明书 概述 TMS710C系列温控器用于公共建筑、家庭居室等环境的温度控制，温控器通过控制中央空调分户风机盘管及电动阀等，从而实现对房间温度的控制。温控器不仅符合人们对环境舒适度的要求，又能节省能源，同时能根据计量合理计费，做到多用多付费，少用少付费。 一、产品型号 TMS710C 二、特点 1.外观新颖，液晶显示清晰； 2.均采用本地220V AC供电； 3.电源采用变压器降压，安全可靠； 4.外壳采用ABS阻燃材料 三、主要功能 1.温控器开、关控制； 2.室内温度设定； 3.室内温度显示； 4.手动或自动控制风机三速； 5.制冷、制热及通风模式设定； 6.实时时钟功能； 7.睡眠功能； 8.低温保护功能； 9.防结露功能； 10.温度校准功能； 11.风机是否受控设置功能； 12.键盘锁功能； 13.四时段编程功能； 14.摄氏温度/华氏温度转换功能； 15.制热上限、制冷下限设置功能； 16.风机盘管有效运行时间计时显示功能（联网型）； 17.LED背光（背光型）； 18.背光时间设置功能（背光型）； 19.遥控功能（遥控型）。 20.外置传感器温度上、下限设置功能（带外置传感器）； 21.内、外置传感器/双温双控选择功能（带外置传感器）； 22.节能模式进入方式设置功能（带数字输入口）； 四、技术特性 1.工作电压：AC220V，50/60Hz；允许范围：AC198V~AC242V 2.自耗功率<2W 3.负载电流<2A 4.设定温度范围：5℃～35℃ 5.限温范围：1℃～70℃ 6.感温元件：热敏电阻 7.显示精度： 0.5℃ 8.风机盘管有效运行时间的平均瞬时日差<20s/d 9.联网节点数：485联网，推荐节点数不大于32个 10.外形尺寸：90mm×86mm×40mm 11.安装孔距：60mm(标准) 12.接线方式：螺丝固定，建议用1mm2单股铜线 五、结构特征与工作原理 5.1结构特征 温控器外观如图1所示。 图1温控器外形示意图 模拟电子技术课程设计心得体会此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教，做课程设计要有严谨的思路和熟练的动手能力，我感觉自己做了这次设计后，明白了总的设计方法及思路，通过这次尝试让我有了更加光火的思路，对今后的学习也有莫大的好处。 一、设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 1．电路图设计方法 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 （5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 （6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输 出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调，因要求电 路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 二、总体设计思路 1、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 直流稳压电源方框图 图2 直流稳压电源的方框图 2、整流电路 （1）直流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3所示。 图3 单相桥式整流电路 3、滤波电路——电容滤波电路 采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。 在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C，则构成 电子技术课程设计PWM调制解调器 班级：电信1301 姓名：曹剑钰 学号：3130503028 一、设计任务与要求 1.要求 设计一款PWM（脉冲宽度调制）电路，利用一可调直流电压调制矩形波脉冲宽度（占空比）。 信号频率10kHz； 占空比调制范围10%~90%； 设计一款PWM解调电路，利用50Hz低频正弦信号接入调制电路，调制信号输入解调电路，输入与原始信号等比例正弦波。 2.提高要求： 设计一50Hz正弦波振荡电路进行PWM调制。 3.限制： 不得使用理想运放、二极管、三极管、场效应管； 基本要求的输入电压使用固定恒压源接自行设计的电路实现可调； 同步方波不得利用信号发生器等软件提供设备产生。 二、总体方案设计 1.脉宽调制方案： 方案一：三角波脉宽调制，三角波电路波形可以由积分电路实现，把方波电压作为积分电路的输入电压，经过积分电路之后就形成三角波，再通过电压比较器与可调直流电压进行比较，通过调节直流电源来调制脉宽。 方案二：锯齿波脉宽调制，锯齿波采用定时器NE555接成无稳态多谐振荡器，和方案一相似，利用直流电压源比较大小调节方波脉宽。 方案三：利用PC机接口控制脉宽调制的PWM电路。 比较：方案一结构简单，思路清晰，容易实现，元器件常用 方案二与方案一相似，缺点是调整脉冲宽度不如方案一 方案三元器件先进，思路不如方案一清晰简单，最好先择了方案一 2.正弦波产生方案： 方案一：RC正弦波振荡电路。 RC正弦波振荡电路一般用来产生1Hz--10MHz范围内的低频信号，由RC 串并联网络组成，也称为文氏桥振荡电路，串并联在此作为选频和反馈网络。电路的振荡频率为f=1/2πRC，为了产生振荡，要求电路满足自激震荡条件，振荡器在某一频率振荡的条件为：AF=1.该电路主要用来产生低频信号。 基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证 现在很多小伙伴家里在装修的时候，都安装了中央空调，随之配套的还有中央空调的温控器，很多小伙伴还不知道温控器怎么操作，下面就一起来看看温控器的操作说明吧。 中央空调温控器分爲电子式和机器式两种，按显示不同分爲液晶显示和调理式。中央空调温控器是经过顺序编辑，用顺序来控制并向执行器收回各种信号，从而到达控制空调风机盘管以及电动二通阀的目的。 机器式 机器盘管温控器使用于商业、工业及民用修建物。可对采暖、冷气的中央空调末端风机盘管、水阀停止控制。使所控场所环境温度恒定爲设定温度范围内。温度设定拔盘指针应设定爲所需恒定温度地位。拔动开关功用辨别爲:电源开关(开ON—关OFF);运转形式开关(暖气HEAT—冷气COOL)，FAN风速开关(低速L—中速M—高速H)。可控制设备：三档风机盘管风速，三线电动阀，二线电动阀，也可接电磁阀、开关型风阀或三线型风阀。外型尺寸。 操作办法 1、开关机：把拨动开关拨动到ON地位，温控器开机；把开关拨动到OFF 地位，温控器关机。 2、打工形式设定：把拨动开关拨动到COOL地位，温控器设定爲制冷形式；把拨动开关拨动到HEAF地位，温控器设定爲制热形式。 3、温度设定：机器式温控器，采用旋钮式设定温度，把红点对着面板标明的温度数据即可。 4、风速设定：把开关拨动到LOW地位；温控器设定爲高档风速；把开关拨动到WED地位，温控器设定爲中档风速；把开关拨动到High地位，温控器设定爲高档风速。 快益修以家电、家居生活为主营业务方向，提供小家电、热水器、空调、燃气灶、油烟机、冰箱、洗衣机、电视、开锁换锁、管道疏通、化粪池清理、家具维修、房屋维修、水电维修、家电拆装等保养维修服务。 课程设计 重庆科技学院 模拟电子技术课程设计成果 院（系）：_电子信息工程学院_班级:自普本2008— 01 学生姓名：_袁小敏___________ 学号:_2008440910 _________ 设计地点（单位）1404 _________________ 设计题目: ___________________________________________ 完成日期：2010 年7月9 日 指导教师评语：__________________________________________ 成绩（五级记分制）: _______________ 教师签名: __________________________ 一、........................................................................ 设计任务和指标要求. (3) 二、............................................................ 设计框图及整机概述3 三、................................................ 各单元电路的设计方案及原理说明4 四、........................................................ 仿真调试过程及结果分析7 五、.................................................... 设计、安装及调试中的体会8 六、.................................................... 对本次课程设计的意见及建议9 七、...................................................................... 参考资料10 八、.......................................................................... 附录11 附件1 整机逻辑电路图 (11) 附件2 元器件清单 (12) 电子技术课程设计的基本方法和步骤 电子技术课程设计的基本方法和步骤 一、明确电子系统的设计任务 对系统的设计任务进行具体分析, 充分了解系统的性能、指标及要求, 明确系统应完成的任务。 二、总体方案的设计与选择 1、查阅文献, 根据掌握的资料和已有条件, 完成方案原理的构想; 2、提出多种原理方案 3、原理方案的比较、选择与确定 4、将系统任务的分解成若干个单元电路, 并画出整机原理框图, 完成系统的功能设计。 三、单元电路的设计、参数计算与器件选择 1、单元电路设计 每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务, 详细拟订出单元电路的性能指标, 与前后级之间的关系, 分析电路的组成形式。具体设计时, 能够模拟成熟的先进电路, 也能够进行创新和改进, 但都必须保证性能要求。而且, 不但单元电路本身要求设计合理, 各单元电路间也要相互配合, 注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2、参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求, 就需要用电子技术知识对参数进行计算, 例如放大电路中各电阻值、放大倍数、振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理, 正确利用计算公式, 计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时, 同一个电路可能有几组数据, 注意选择一组能完成 电路设计功能、在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: （1）元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。 （2）元器件的极限必须留有足够的裕量, 一般应大于额定值的 1.5倍。 （3）电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3、器件选择 ( 1) 阻容元件的选择 电阻和电容种类很多, 正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同, 有些电路对电容的漏电要求很严, 还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高, 例如滤波电路中常见大容量( 100~3000uF) 铝电解电容, 为滤掉高频一般还需并联小容量( 0.01~0.1uF) 瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件, 并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 ( 2) 分立元件的选择 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件类型不同, 注意事项也不同。 ( 3) 集成电路的选择 由于集成电路能够实现很多单元电路甚至整机电路的功能, 因此选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活, 它不但使系统体积缩小, 而且性能可靠, 便于调试及运用, 在设计电路时颇受欢迎。选用的集成电路不但要在功能和特性上实现设计方案, 而且要满足功耗、电压、速度、价格等方面要求。 4、注意单元电路之间的级联设计, 单元电路之间电气性能的 相互匹配问题, 信号的耦合方式 目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9) 第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。 1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。 第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下： 设计题目：家用空调温度控制器 一设计题目的要求： 家用空调温度控制器的功能为： 1、室内温度可由按键设置，温度的设置范围为20度至39度。 2、有加热和制冷两种工作模式。当空调工作在加热模式时，如果室温低于设定温度，空调加热，反之，不加热；当空调工作于制冷模式时，如果室温高于设定温度，空调制冷，反之空调不制冷。 3、对室内温度用两位数码管进行实时显示。 二设计方案及其工作原理： 总的设计框图如下： 本电路由控制核心cpu、按键、4位锁存器、数码管7位译码器电路组成。 cpu：负责数据接收；室温和设定温度的比较；工作模式选择；显示数据的输出；加热制冷信号的控制；报警信号的输出等。 按键：负责设定标准温度，设置温度的升高与降低。 锁存器：将cpu输出的显示信号锁存，防止干扰，将信号送给译码器。 译码器：将BCD码译成数码管显示用的高低电平。 工作原理 在reset信号作用下，设定温度寄存器赋初值，初值为26度，通过add （温度升）和down（温度减）来步进调整设定温度（步进为一）。按键（key）模块通过seta和setb输出端口将设定温度传给cpu。 cpu接收到设定温度后将其与由温度传感器传来的室温xy比较，将比较结果标志存在寄存器（flag）中。读取用户工作模式（mod=1时为加热，mod=0时为制冷）。在加热模式状态下，根据flag的值给出加热控制寄存器heat 赋值；在制冷模式状态下，根据flag的值给制冷状态寄存器cool赋值。 cpu还将设置温度与设置温度范围比较，将比较结果标志存在报警寄存器flag_high（超上界寄存器）和flag_low（超下界寄存器）。 cpu还将室温和设定温度分别存放在室温寄存器和设定温度寄存器中。 最后，cpu将寄存器的值通过各端口输出。 各锁存器将数据锁存后在时钟信号的作用下将锁存信号输出给译码器，译码器再把BCD码转换成数码管显示的高低电平，数码管显示出室温和设置温度。 Led灯接到有效信号后点亮，指示设定温度是否越界（led_settoohigh 表示设置温度过高；led_settoolow表示设置温度过低）。 三各单元电路设计： 1、cpu设计 cpu框图如下： disp_outx：室温十位输出显示 disp_outy：室温个位输出显示 disp_outa：设置十位输出显示 disp_outb：设置个位输出显示 cool：制冷输出信号 heat：加热输出信号 led_settoohigh：设定温度超越上限报警 led_settoolow：设定温度超越下限报警 x：室温十位输入 y：室温个位输入 a：设定温度十位输入 b：设定温度个位输入 mod：用户加热制冷模式选择 clk:时钟脉冲 flag：室温和设置温度比较标志位寄存器 flag_high：设置温度超越上界标志位寄存器 flag_low：设置温度超越下界标志位寄存器 2、按键（key）设计 RKC 温控器使用说明书 一， 型号说明： CD101 CD401 CD701 ① ② ③ ④ ⑤ * ⑥ ⑦ — ⑧ ⑨ CD901 F ；PID 动作及自动演算（逆动作） D ；PID 动作及自动演算（正动作） W ；加热/冷却PID 动作及自动演算 （水冷）*1 A ；加热/冷却PID 动作及自动演算 （风冷）*1 ②输入类型； ④第一控制输出（OUT1）（加热侧） M ；继电器接点输出 T ；闸流控制管输出 V ；电压脉冲输出 8；电流输出（DC4—20mA ） 7；电流输出（DC0—10mA ） U;闸流控制管驱动用触发器输出（移相方式） G ；闸流控制管驱动用触发器输出（过零方式） ⑤第二控制输出（OUT2）（制冷侧） 无记号；当控制是F 或D M ；继电器接点输出 T ；闸流控制管输出 V ；电压脉冲输出 8；电流输出（DC4—20mA ） ⑥第一报警（ALM1） ⑦第二报警 （ALM2） N ；未设报警 K ；附待机上限偏差报警 A ；上限偏差报警 L ；附待机下限偏差报警 B ；下限偏差报警 P ；加热器断线报警（CTL —6）*3 C ；上、下限偏差报警 S ；加热器断线报警（CTL —12）*3 D ；范围内报警 R ；控制环断线报警*4 E ；附待机上限偏差报警 V ；上限设定值报警 F ；附待机下限偏差报警 W ；下限设定值报警 G ；附待机上、下限偏差报警 H ；上限输入值报警 J ；下限输入值报警 ⑧ 通信功能 N ；无通信功能 5；RS —485（双线系统） ⑨防水/防尘功能 N ；无防水、防尘功能 1；有无防水、防尘功能 *1 W 或A 型无自主校正功能 *2第二报警（ALM2）；选项 *3不能被定为第一报警（ALM1） *4控制环断线报警只能在第一报警和第二报警中 二， 操作 ﹡ （SET ） （SET ）﹡﹡ （SET ）﹡﹡﹡ ﹡ 可选运行/停止功能，按住﹤R/S 键1秒 可在任意时间选此功能。 ﹡﹡ 按住2秒以上。 ﹡﹡﹡ 按SET 键时同时按﹤ R/S 键 *1 输入类型和输入范围显示 ，通电后，可立即确认输入类型和输入范围。例如；热电偶 K 型输入，0，400 ℃。 ① 输入类型代码，输入的简化显示， 显示温度单位 输入类型代号 ②显示输入范围。 通信请见通信指导手册 ！ 电子技术课程设计 一、课程设计目的： 1．电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节，主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品，巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识； 2．经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等，加强在电子技术方面解决实际问题的能力，基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具，提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力； 3．课程设计是为理论联系实际，培养学生动手能力，提高和培养创新能力，通过熟悉并学会选用电子元器件，为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获： 1.学习电路的基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡； 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式： 以学生独立设计为主，教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计，强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的，在进行电子系统设计时，既要考虑总体电路的设计，同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现，所以实现一个电子系统时，根据电子系统框图，多数情况下只有少量的电子电路的参数计算，更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。 2. 电子系统内容步骤： 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) （1）总体方案框图： 反映设计电路要求，按一定信息流向，由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图： （2）单元电路设计与参数计算---电子元件选择： ●基本模拟单元电路有：稳压电源电路，信号放大电路，信号产生电路，信号处理电 路（电压比较器，积分电路，微分电路，滤波电路等），集成功放电路等。 ●基本数字单元电路有：脉冲波形产生与整形电路（包括振荡器，单稳态触发器，施 密特触发器），编码器，译码器，数据选择器，数据比较器，计数器，寄存器，存储器等。 课程设计任务书 学生姓名：张亚男专业班级：通信1104班 指导教师：李政颖 工作单位：信息工程学院 题目: 温度控制系统的设计 初始条件：TEC半导体制冷器、UA741 运算放大器、LM339N电压比较器、稳压管、LM35温度传感器、继电器 要求完成的主要任务: 一、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。 二、设计要求：（1）控制密闭容器内空气温度 （2）控制容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围0℃~室温 （4）控温精度±1℃ 三、发挥部分：测温和控温范围：0℃~（室温+10℃） 时间安排：19周准备课设所需资料，弄清各元件的原理并设计电路。 20周在仿真软件multisim上画出电路图并进行仿真。 21周周五前进行电路的焊接与调试，周五答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 温度控制系统的设计 1.温度控制系统原理电路的设计 (3) 1.1 温度控制系统工作原理总述 (3) 1.2 方案设计 (3) 2.单元电路设计 (4) 2.1 温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (4) 2.2 电压信号的处理单元——运算放大器 (5) 2.3 电压值表征温度单元——万用表 (7) 2.4 电压控制单元——迟滞比较器 (8) 2.5 驱动单元——继电器 (10) 2.6 TEC装置 (11) 2.7 整体电路图 (12) 3.电路仿真 (12) 3.1 multisim仿真 (12) 3.2 仿真分析 (14) 4.实物焊接 (15) 5.总结及体会 (16) 6.元件清单 (18) 7.参考文献 (19) 空调机温度控制器的设计原理 一、概述 随着经济的发展和人们生活水平的提高，空调机受到广泛应用。空调机的温度控制器是由温度传感器感受室内温度变化来控制压缩机的运行与停止。由于温度传感器直接输出的信号一般比较微弱，为了更好的测量与显示，需要用放大器进行处理，处理后的温度信号与设定的温度值通过比较器进行比较后，控制继电器的通断，使温度被控制在设定值左右，使空调器的工作状态随着人们要求和环境状态而自动变化，迅速准确的达到人们的要求，并使空调器的工作状态保持在最合理的状态下。 二、方案设计 设计了一个空调机温度控制器，控制器能够实时采集室内环境温度，当室内环境温度高于设定温度时，控制器启动空调压缩机制冷，并同时发出提示信号；当室内环境温度低于设定温度时，控制压缩机停止制冷 空调机温度控制器原理框图如图1所示。 放大与处理电路 单稳态电流 执行单元 提示灯 温度设置 工作原理：空调机温度控制器由热敏电阻采集环境温度变化，通过比较器与设定温度进行比较，当环境温度高于设定温度时，比较器输出低电平，继电器启动压缩机制冷，同时给555单稳态电路一个触发信号，单稳态电路输出高电平，指示灯亮，当温度低于设定温度时，比较器输出高电平，继电器控制压缩机停止制冷。 三、电路设计 1.直流稳压电源电路 直流稳压电源电路原理图如图2所示 工作原理：电源开关接通时，交流电压220V经过变压器进行变压，大致提供11V的电压，此电压经过整流桥电路进行整流后，在经过滤波电容滤除多余的杂波，此时电压信号较为清晰，但是仍然不稳定，电压信号再经过三端稳压器进行稳压，这时得到的电源电压为电路所需的稳定的9V。 2.温度采集及放大电路 温度采集及放大电路原理图如图3所示。 电子技术 课程设计 成绩评定表 设计课题：串联型连续可调直流稳压正电源电路学院名称： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点：31-225 设计时间：2014-7-7～2014-7-14 电子技术 课程设计 课程设计名称：串联型连续可调直流稳压正电源电路专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点：31-225 课程设计时间：2014-7-7～2014-7-14 电子技术课程设计任务书 目录 前言 (5) 1串联型连续可调直流稳压正电源 (5) 1.1 设计方案 (5) 1.2 设计所需要元件 (7) 2 设计原理 (8) 2.1 电源变压部分 (9) 2.2 桥式整流电路部分 (10) 2.3 电容滤波电路部分 (11) 2.4 直流稳压电路部分 (12) 2.5 原理及计算 (14) 3 电路仿真 (15) 4 电路连接测试 (16) 4.1使用仪器 (16) 4.2.测试结果 (16) 5 设计体会 (17) 参考文献 (19) 串联型连续可调直流稳压正电源电路 引言 随着社会的发展，科学技术的不断进步，对电子产品的性能要求也更高。我们做为21世纪的一名学电子的大学生，不仅要将理论知识学 会，更应该将其应用与我们的日常生活中去，使理论与实践很好的结合起来。电子课程设计是电子技术学习中的一个非常重要的实践环节，能够真正体现我们是否完全吸收了所学的知识。 目前，各种直流电源产品充斥着市场，电源技术已经比较成熟。然而，基于成本的考虑，对于电源性能要求不是很高的场合，可采用带有过流保护的集成稳压电路，同样能满足产品的要求。 本次设计的题目为设计一串联型可调直流稳压正电源：先是经过家用交流电源流过变压器得到一个大约十五伏的电压U1，然后U1经过一个桥堆进行整流在桥堆的输出端加两个电容C1、C2进行滤波，滤波后再通过LM7812（具体参数参照手册）输出一个固定的12V电压，这样就可以在一路输出固定的电压。在LM7812的输出端加一个电阻R3，调整端加一个固定电阻R1和一电位器R2，这样输出的电压就可以在5~12V范围内可调。 经过自己对试验原理的全面贯彻，以及相关技术的掌握，和反复的调试，经过自己的不断的努力，老师的耐心的指导，终于把这个串联型输出直流稳压输出正电源电路设计出来了。 1串联型连续可调直流稳压正电源 1.1 设计方案 本电路由四部分组成：变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路。 （1）变压电路：本电路使用的降压电路是单相交流变压器，选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。 （2）整流电路：整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路等。我们选取桥式整流电路实现设计中的整流功能。 （3）半波整流： 热交换器温度控制系统 一．控制系统组成 由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。 图1换热器出口温度控制系统流程图 控制过程特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c，测量值c与给定值r的差值e送入调节器，调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。 二、设计控制系统选取方案 根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。对于控制系统的选取，应当根据具体的控制对象、控制要求，经济指标等诸多因素，选用合适的控制系统。以下是通过对换热器过程控制系统的分析，确定合适的控制系统。 换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。多级离心泵的转速由便频器来控制。 换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。 图2换热器的温度控制系统工艺流程图 引起换热器出口温度变化的扰动因素有很多，简要概括起来主要有： （1）热流体的流量和温度的扰动，热流体的流量主要受到换热器入口阀门的开度和循环泵压头的影响。热流体的温度主要受到加热炉加热温度和管路散热的影响。 （2 ）冷流体的流量和温度的扰动。冷流体的流量主要受到离心泵的压头、转速模拟电子技术课程设计
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