1、可设定温度值的保温箱可设定温度值的保温箱 一、电路设计一、电路设计： （一） 、行为描述（一） 、行为描述： 温度是日常生活中不可避免的话题，它关系到我们的衣食住行，关系到我们每日穿衣 的多少，关系到食物的保存，关系到温室的保温，关系到各种物品的制造材料等等，因此温 度测量和控制是人们绝对关心的问题。 我们设计的电路目的正是用于实际温度的测量与控制方面的。 在这个设计中，我们的目标是设计一个电路将保温箱中的温度保持在设定值。我们先 设计一个显示设定温度值的电路， 通过实测温度值与这个设定值的比较， 再决定是否加热电 热丝而最终使目标温度达到设定值。 我们想把模拟电路与数字电路结合起来， 通过数
2、字电路 设置温度，通过模拟电路控制电热丝的加热与否。 （二） 、（二） 、各部分各部分电路设计：电路设计： 根据以上对电路行为的分析，我们将整个电路分成三大块进行设计，即温度设定与显 示及数模转换、温度测量电路，比较控制电路三个部分。 （1） 、温度的设定与显示 这部分模块又可分为两小块进行设计：a、温度的设定与显示；b、数字量与模拟量的 转换。 a、温度的设定与显示： 这部分是将设定的温度显示出来，属于数字电路设计的范畴。 根据要求需要用到计数器和数码显示管以及译码驱动，我们选用了两个集成计数器 74161 构成同步二进制模 10 递增计数器，一个显示十位的数值，一个用来显示个位的数值。 因
3、此能够设定温度的范围为 099 摄氏度。 具体方法如下： 目标是得到二进制模十计数器，按照反馈置 0 法，即当计数到 1001 时，将 Qa 与 Qd 经 过与非门接到计数器的同步置 0 端，同时将 A、B、C、D 等置数端接地，在下一次时钟信 号上升沿将计数器置 0。 同样的方法得到两个计数器电路分别作为十位与个位温度数值的设定与显示。 具体电路如下显示： 1 b、D/A 转换： 在这次设计由于数字信号的位数比较少，我们采用了四位权电阻与运放构成的 D/A 转 换电路。具体电路如下： 该电路中运放为反相输入接法，反相输入端虚地，运放输入电压 V o 为： V o= Vref Rf (D/R5
4、 + C/R6 + B/R7 + A/R8) 考虑到电阻间的关系，V o 为： V o= Vref（8D + 4C + 2B + 1A） 2 这样， 运放输出电压恰好与四位二进制代码的大小相对应， 达到了将数字量转换为模拟 电压的要求。 （2） 、温度测量电路： 这部分电路我们采用的是热电阻恒流电路，电路如下所示： 该电路中铂热电阻 Rt 采用标称值为 1kohm 的 TRRA102B 作为温度传感器（仿真电路 中用电位器 Rt 代替） 。因其阻值大，所以受接线电阻的影响较小。流经测温电阻的电流值规 定为 1mA。设基准电压 V12V。 则，流经 Rt 的电流为： I（V1R3/（R2R3） ）/R1=1mA 这样使温度为 0 时传感器的电压降为 1mA1kohm1V，该电压为传感器的偏置电压。铂 热电阻 Rt 的阻值与温度的关系为： Rt1000（13.90802e-3T0.581095e-6TT）ohm 则，运放 A1 的输出电压 V o1 为： V o1（3.90802e-3T0.581095e-6TT）ohm 因为运放 A1 的
