(温度超限报警电路的设计与仿真.docx

数字电子技术课程设计温度超限报警电路的设计与仿真系部名称：电气工程系专业名称：电气工程及其自动化学生姓名：季莫申完成日期：2015年12月16日石家庄铁道大学课程设计评定表姓名季莫申学号存档号系别电气工程系专业电气工程及其自动化班级课程设计题目温度超限报警电路的设计与仿真指导教师评语：签名：年月日1．课程设计成绩：指导教师签名：年月日2．答辩成绩：答辩小组组长签名：年月日3．综合成绩：备注：1.“课程设计成绩”一项由指导教师根据学生在设计过程的表现及课程设计说明书评定，满分100分。2.“答辩成绩”一项由指导老师根据答辩情况评定，满分100分。3.“综合成绩”=“课程设计成绩”*80%+“答辩成绩”*20%。摘要本次课程设计所设计的温度超限报警电路，由主要由模数转换部分，加法调整部分，译码显示部分与判别报警部分组成，主要实现在限定温度范围内，对高于上限温度和低于下限温度两种不正常情况进行声光报警，当低于下限温度时，蓝灯亮，并有蜂鸣器报警；当高于上限温度时，红灯亮，并有蜂鸣器报警；当处于两者之间，即正常温度条件下，绿灯亮起表示情况正常。在译码显示部分中，由于随着输入二进制的变化超过一定范围时，所需加法调整的数值会起变化，故在解决由于输入范围过大引起的乱码现象时，有两种解决思路，一种是控制输出范围，一种是扩大译码范围。在下面的文章中会有更为详细地叙述。关键词：AD转换器、加法器、译码器、比较器、七段数码显像管。目录第一章、设计任务及目的51、设计目的52、设计要求和设计指标5第二章、电路设计总方案及原理框图6第三章、单元电路的设计71.主要设计内容72.温度采集及模数转换部分8温度采集及模数转换部分所用芯片说明：83.加法调整及译码显示部分11加法调整及译码显示部分使用芯片说明：11控制AD输出方案下的译码显示：12扩大译码范围下的译码显示：14４.温度比较及声光报警部分16温度比较及声光报警部分所用芯片说明：16５.总体电路连接图20第四章、仿真电路效果图21第五章、元件清单表24第六章．总结25第七章、参考文献26第一章、设计任务及目的一、设计目的该次课程设计是为了培养运用有关的课程的基础理论知识和技能解决实际问题的能力，从而提高本专业必要的基本技能、方法和创新能力，分调动学生的动手能力，让学生在学习理论知识的同时能够结合实际进行设计制作。　　　　二、设计要求和设计指标本次设计的题目为温度超限报警器的设计，顾名思义就是运用温度传感器的温度特性从而达到在一定温度时的报警作用。其主要技术要求如下：１.利用温度传感器（用电位器）测量某环境的温度２.利用A/D转换将温度值转换成数字量。３.利用比较器和预置的温度比较判断是否超限。４.正常工作范围为32—37，低于下限低温报警，高于上限高温报警。５.采用蜂鸣器与发光二极管实现声光报警。第二章、电路设计总方案及原理框图温度超限报警原理框图显示电路AD转换温度模拟报警电路比较电路图1利用热敏电阻器（由电位器模拟）的温度传感特性，通过其电阻随温度变化而变化，从而在电路中产生电压变化，使其从温度信号转变为电信号，让电压与预设电压进行比较，再通过比较的结果情况，产生的电信号控制三极管产生开关效应控制报警器报警或不报警。第三章、单元电路的设计1.主要设计内容（1）温度采集及模数转换部分。（2）加法调整及译码显示部分。（3）温度比较与声光报警部分。2.温度采集及模数转换部分温度采集及模数转换部分所用芯片说明：图2在Multisim，使用该通用芯片模拟所有的AD转换器，该芯片的Vin引脚是模拟信号输入端；Vref+是满量程上限电压输入端，Vref-是满量程下限电压输入端，二者的差值是满量程输入电压；SOC引脚是开始转换信号的输入端，输入交流电的频率决定了AD转换的速率；右端D0至D7为数字信号输出端；EOC为终止信号输出端，由于是低有效，将其接高即可，不影响仿真结果。图374LS283D的左端A1至A4，B1至B4是所相加的两个四位二进制数输入端，右端的SUM1至SUM4是相加结果输出端；C0是进位信号输出端，C4是进位信号输入端，这两端在级联时有重要作用。使用Multisim中的通用A/D转换器进行模数转换，具体电路连接及参数设置如图所示：图43.加法调整及译码显示部分加法调整及译码显示部分使用芯片说明：图574LS48N的左端的ABCD四引脚为输入信号输入端；BI/RBO引脚是消隐功能端，无论其他引脚是什么输入信号，七段输出全部为零，该端主要用于多显示器的动态显示；LT为灯测试功能输入端，当此端有效且消隐功能端无效时，无论其他端输入是什么信号，输出的都是高位信号，即全1，该端的主要功能是测试有无损坏的显像管；RBI为动态灭零输入段，当消隐功能端有效，灯测试输入端无效，且ABCD同时输入为低电平时，所