2014電子電路綜合實驗實驗報告

電子電路實驗3綜合設(shè)計總結(jié)報告題目：溫度測量數(shù)顯控制儀的設(shè)計實現(xiàn)班級：學(xué)號：姓名：成績：日期：一、摘要溫度控制是日常生活和工程領(lǐng)域經(jīng)常需要解決的問題，在冷庫、制冷設(shè)備、糧食儲備等精度要求不特別高的場合，經(jīng)常采用鉑電阻來實現(xiàn)溫度的采集與控制調(diào)節(jié)。這是可在一定溫度范圍進(jìn)行溫度測量與控制的溫度測量數(shù)顯控制儀該儀器測量溫度的范圍為-50～200℃，能夠?qū)囟戎颠M(jìn)行數(shù)字顯示（可顯示溫度測量值和設(shè)定溫度值兩種），其測量誤差為±1℃。當(dāng)超過某一設(shè)定溫度上限值時（如30℃）能聲光報警，并啟動小風(fēng)扇降溫。二、設(shè)計任務(wù)2.1設(shè)計選題選題15溫度測量數(shù)顯控制儀的設(shè)計實現(xiàn)2.2設(shè)計任務(wù)要求設(shè)計一個可在一定溫度范圍進(jìn)行溫度測量與控制的溫度測量數(shù)顯控制儀該儀器測量溫度的范圍為-50～200℃，能夠?qū)囟戎颠M(jìn)行數(shù)字顯示（可顯示溫度測量值和設(shè)定溫度值兩種），其測量誤差為±1℃。當(dāng)超過某一設(shè)定溫度上限值時（如30℃）能聲光報警，并啟動小風(fēng)扇降溫。三、方案設(shè)計與論證基于ICL7107的溫度測量數(shù)顯控制儀本方案的設(shè)計電路由穩(wěn)壓電路、溫度采集、電阻電壓轉(zhuǎn)換器、控制電路和顯示電路組成。其中，溫度采集傳感器采用熱敏電阻鉑Pt100，A/D轉(zhuǎn)換器用ICL7107雙電源±5V供電，適合驅(qū)動發(fā)光二極管顯示），共陽數(shù)碼管用ICL7107控制。數(shù)字顯示譯碼、驅(qū)動溫度傳感器轉(zhuǎn)換器數(shù)字顯示譯碼、驅(qū)動溫度傳感器轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器器電電源電路單元參數(shù)的選定和設(shè)計實現(xiàn)傳感器采用熱敏類電阻pt100，它廣泛用于化工冶煉等領(lǐng)域溫度℃-50-250255075100125150175200電阻80.3190.19100109.73119.40128.98138.50147.94157.31166.61175.842、電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路（1）、當(dāng)t=-50℃時，運放的輸出電壓為Uo=(1+80.31/33)×0.3=1.03V（2）、當(dāng)t=200℃時，運放的輸出電壓為Uo=(1+175.84/33)×0.3=1.90V（3）、在-50℃～200℃，輸出電壓在1.0～1.9V間。在電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路后，接一電壓跟隨器，提高帶負(fù)載的能力。3、A/D轉(zhuǎn)換器 采用美國Harris公司ICL7107（雙電源±5V供電），它包含31/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動發(fā)光二極管（LED）。內(nèi)部設(shè)有參考電壓、七段譯碼器、獨立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零、參考源和時鐘系統(tǒng)等功能。將高性能、低功耗和低成本很好的結(jié)合在一起，它有低于10μV的自動校零功能，零漂小于1μV/℃，低于10pA的輸入電流，極性轉(zhuǎn)換誤差小于一個字。真正的差動輸入和差動參考源廣泛用于各種單片測量單元。C1為外接積分電容，R1為外接積分電阻，C2為自動調(diào)零電容，C4為基準(zhǔn)電容，C5、R6為內(nèi)部時鐘振蕩器的外接電容、電阻。振蕩頻率f=0.45/R6C5R6=100K、C5=100PF,則主振頻率為45kHz,采樣時間為每秒3次。IN+為外加信號輸入端；IN-為輸入基準(zhǔn)信號零點，VREF+為基準(zhǔn)信號端子。當(dāng)基準(zhǔn)信號調(diào)到0～2V時，外加信號的輸入也在0～2V，LED對應(yīng)顯示0～1999，相當(dāng)于1mV對應(yīng)1個字。當(dāng)輸入信號超過上限量程時，千位數(shù)碼管顯示1，而其余三位數(shù)碼管全無顯示；當(dāng)輸入信號超過下限量程時，千位數(shù)碼管顯示-1，而其余三位數(shù)碼管全不顯示。正電源通過R7限流電阻向共陽極數(shù)碼管供電，改變R7可改變數(shù)碼管的亮度。四、電壓比較器用于控制加熱設(shè)備或制冷設(shè)備的通斷。1、切換開關(guān)K置于1擋時，儀表顯示測量值；2、置于2擋時顯示設(shè)定溫度。3、當(dāng)測量值低于設(shè)定值時，比較器正飽和，使繼電器吸合，反之釋放。4、D用來消除線圈斷電時產(chǎn)生的反電動勢。五、裝調(diào)測試過程5.1測試儀器（1）萬用表（2）電源：±5V和GND5.2信號拾取，電阻、電壓轉(zhuǎn)換器模塊的調(diào)制對已焊接好的電路板加上電壓源，二極管兩端電壓為0.26伏特，當(dāng)把管腳2與5之間的電阻調(diào)為174.5歐姆時，運放1的電壓為1.66伏特，運放2的電壓為1.66伏特，當(dāng)電阻調(diào)到80.9歐姆時，運放1的電壓為0.9伏特，運放2的電壓為0.9伏特根據(jù)數(shù)據(jù)顯示模塊正常5.3A/D轉(zhuǎn)換，信號顯示模塊調(diào)試當(dāng)把管腳2與5之間的電阻調(diào)為175.8歐姆時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為144，當(dāng)電阻調(diào)到80.3歐姆時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為-12，此時需要調(diào)節(jié)R3和Rs的電阻值，R3需要調(diào)小，Rs需要調(diào)大，初始把R3調(diào)節(jié)為14k歐姆，把Rs調(diào)為6k歐姆，當(dāng)電阻調(diào)到80.3歐姆時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為-50，電阻調(diào)為175.8歐姆時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為224，再次把把R3調(diào)節(jié)為14.3k歐姆時，把Rs調(diào)為5k歐姆時，當(dāng)電阻調(diào)到80.3歐姆時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為-50，電阻調(diào)為175.8歐姆時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為214，最后把Rs換為4.3k歐姆，當(dāng)電阻調(diào)到80.3歐姆時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為-50，電阻調(diào)為175.8歐姆時，數(shù)碼管顯示的數(shù)值為200，終于調(diào)試成功5.4控制模塊發(fā)光報警模塊的調(diào)制換上鉑電阻后，經(jīng)測得室溫為23度，測的三極管e相對于地的電壓為4.99伏特，測得b相對于地的電壓為4.36伏特，測得c相對于地的電壓為1.98伏特，設(shè)置跳轉(zhuǎn)溫度為三十度，對鉑電阻進(jìn)行加熱，數(shù)碼管顯示數(shù)值為30時，蜂鳴器發(fā)出聲音，二極管發(fā)光，風(fēng)扇運行，此時測的三極管e相對于地的電壓為4.97伏特，測得b相對于地的電壓為4.17伏特，測得c相對于地的電壓為4.43伏特，三極管c發(fā)生電壓變化，導(dǎo)致風(fēng)扇和蜂鳴器運轉(zhuǎn)，一切正常六、實驗注意事項及主要可能故障分析在這次實驗中，我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足。首先，在分析原理過程中，不應(yīng)該只參照一兩個網(wǎng)上所謂的報告，應(yīng)該主要研究芯片的功能，輸出的公式，調(diào)整的方式等等，然后再參考老師所給的建議，進(jìn)行思考。次外，在設(shè)計之初，沒有對電路的全面認(rèn)識，在焊制電路板的過程中碰到不少困難。尤其是運放，自己確實應(yīng)該按照原理圖的設(shè)計接口來焊接，注意電壓源的準(zhǔn)確電壓值，如果不是為+5V和—5V,會對實驗結(jié)果影響很大，最后自己的結(jié)果雖然可以接受但是不太理想，有一定的偏差，電路布局設(shè)計的不夠好，導(dǎo)致飛線較多，產(chǎn)生了一些干擾七、參考文獻(xiàn)[1]姜忠良

溫度的測量與控制[2]lm324新規(guī)格書[3]紀(jì)宗南集成A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)用技術(shù)和實用線路附錄1系統(tǒng)電路圖附錄2元器件清單萬用板1ICL7107及座1LM324及座1共陽二極管4發(fā)光二極管1二極管IN60