温度测量与控制电路课程设计

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1、 - 1 - 【课题名称课题名称】温度测量与控制电路温度测量与控制电路 【摘要摘要】 温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。本次设计主要运用基本的模 拟电子技术和数字电子技术的知识，同时综合温度传感器的相关应用，从基本的单元电路出 发，实现了温度测量与控制电路的设计。总体设计中的主要思想：一、达到设计要求；二、 尽量应用所学知识；三、设计力求系统简单可靠，有实际价值。陈涛的部分AD 转换部分 使用集成芯片 AD574A；二进制到 8421BCD 码的转换用 EEPROM 281024 实现；显示译码部 分用 74LS48 和数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用 74L

2、S160 十进制加计 数器和锁存器 74LS175 实现；温度的判断比较数值比较器 74LS85 的级联实现；通过使用 74LS160 和 ADG508F 实现了多路温度循环监测功能。声光报警部分温度控制执行部分采 用 555 构成的单稳态电路，提高了加热系统与降温系统的稳定性和实用性。 【关键词关键词】 ：温度传感器 A/D 转换 控制温度 声光报警 二进制转 BCD 译码显示 【设计要求设计要求】 1. 测量温度范围为 200C1650C，精度0.50C； 2. 被测量温度与控制温度均可数字显示； 3. 控制温度连续可调； 4. 温度超过设定值时，产生声光报警 【正文正文】 一、系统概述和

3、总体方案论证与选择一、系统概述和总体方案论证与选择 方案 A. 如图 1-1 所示，温度传感器部分将温度线性地转变为电压信号，经过滤波放大，一 路输入 A/D 转换电路，经过译码进行数字显示，另一路与滑变分压经过电压比较器进行 比较输出高低电平指示信号，温度控制执行模块和声光报警部分。 - 2 - 图 1-1 总体方案 A 方案 B. 如图 1-2 所示，温度传感和 A/D 转换，译码显示，温控执行和报警均与方案 A 相同，不 同处在于控制温度设定方式和温度超限判断方式。 方案 A 的超限判断模块和控制温度设定主 要使用模拟信号，该方案易受外界干扰如使用环境温度等因素，另外由滑变设定温度不易调

4、 节精确，实际中，若采用电池供电，电源电压的变化会影响其温控范围的准确性。方案 B主 要采用数字芯片逻辑控制实现，其工作的稳定性准确性和功能扩展性较强。 图 1-2 总体方案 B - 3 - 二、单元电路设计二、单元电路设计 （一）温度传感模块（一）温度传感模块 （一） 关于温度传感方法的选择 常用的具有传感功能的电路，有利用铂电阻，利用二极管，利用三级管，利用铂电阻， 或直接利用现有的具有温度传感功能的芯片。 1 利用铂电阻测温度 原理： 铂电阻的组织随温度的变化而变化， 通过电阻两端电压的变化来反映温度的变化。 把电阻两端电压变化的信号经过处理后，就可以和预设电压进行比较，并显示。 其电路如图 1-1 所示 图 1-1 铂电阻测温电路的传感部分（其中 R1 为铂电阻） 排除理由：热电阻在一定的范围内，有良好的线性关系，但是这个范围很窄，达不到课 题要求的范围。而如果进行电阻线性化，则电路更加复杂，而且由于测温需 要相对精确，为避免过多电路造成噪声等不利影响，将这个方案排除。 - 4 - 2 利用二极管测温度 原理：和铂电阻相似，但是利用的是二极管电压随温度变化而变化