电路与模拟电子课程设计任务书

1、电路与模拟电子课程设计温度检测报警电路一、设计任务要求本次课程设计的任务是设计、制作一个温度检测报警电路。该电路通过热电阻检测外 界温度，将温度的变化转化为输出电压的变化，并在万用表上直观的显示出来（调试时采 用可调电位器模拟热电阻的变化）。最后再制作一个温度超限报警电路，在温度超过设定 范围的时候报警指示。要求：1、测量温度范围： 0oC100oC，其中温度和输出电压要求有线性对应关系： 0oC 对应 0V， 10oC对应 1V， 100oC 对应 10V，以此类推。2、进行上限与下限报警：上限设为 70oC，下限 30oC（可自行设定上下限 ） ，并用红、绿 LED指示。二、设计原理及分析

2、整体电路硬件结构框图如图 1（a）所示。原理图如图 1（ b）所示。图 1（ a）图 1（ b）各部分功能如下详述 ;1、正负 12V电源模块是采用 7812和 7912 设计的双电压稳压电源模块，采用的主要器件有变压器、整流二极管、电解电容、 7812、 7912等，参考电路如图 2 所示：图22、热电阻测温电路采用热敏电阻 Pt100，该电阻随着温度升高阻值随之变大（阻值和 温度对应关系见附录 1），再采用电阻分压的形式将热电阻的变化转变成电压的变化，以 便后级放大。调试时热电阻用可调电位器代替，参考设计电路如图3 所示。图3在 0oC100oC变化时， Pt100 阻值为 100139，

3、这里用 100固定电阻 R1 和 50电位器 R2串联来模拟热电阻在该范围内的变化3、输入缓冲电路主要是利用电压跟随器输入电阻大、输出电阻小的特点，改善电路的 输入特性。4、调零与放大电路：由于热敏电阻 Pt100 在 0oC 时阻值不为 0，而我们最后要求的温 度电压对应关系为： 0oC对应 0V，所以这里要用加法器来调零；另外，设计要求温度和输 出电压要求有线性对应关系： 100oC 对应 10V，因此需要放大，我们利用加法器自带的放大 功能同时实现。5、检测报警电路对输出电压信号进行超限报警，当超过预先设定的限值时，使发光二 极管发光， 进行光电报警。 设计要求进行上限与下限报警。 上限

4、可设为 70 度，下限 30 度， 用红、绿 LED指示。因此需要用到两个比较器。注：上述给出的参考电路为基础，由同学们自行设计并实现。电路参数需要根据功能进行计算，图中给出的标称值仅作为设计参考三、具体安排1、时间地点安排：地物 121-2 班勘察 121-3 班勘察 124-5 班6 月 27 日上午 8：30 各班班长到基础楼 B416 统一安排并协助工作（带 U盘）6 月 29 日文理楼 110（仿真）基础楼 C417 焊接练习和焊接电源 板基础楼 C409 焊接练习和焊接电源 板6 月 30 日基础楼 B409 焊接练 习和焊接电源板文理楼 110（仿真）7月1日基础楼 B409 焊

5、接功 能板基础楼 C417 焊接功能板基础楼 C409 焊接功能板7月2日7月3日基础楼 B409 验收基础楼 C417验收基础楼 C409验收注意：（ 1）具体进行时刻为上午 8：00-11 ：30，下午 14：00-17：00；（2）文理楼仿真时候需自带 MultiSim7 绿色版安装运行；（3）基础楼焊接前需自主观看所发焊接录像，焊接时不允许带早餐进入；（4）6 月 29 日-7 月 3 日焊接完成后每个班留 2 名同学（每个屋子 4 名同学）负责打扫卫 生；5）7 月 3 日验收完成后每个班留 3 名同学（每个屋子 6名同学）负责大扫除，同时帮助老师清点整理相关元器件和设备。2、分组安

6、排（1）电源板（小板）： 1 人 1 组自主焊接；（2）功能板（大板）：按照学号顺序， 2 人 1 组，合作焊接调试。四、电路焊接调试要求1、 不允许将 LM358芯片直接焊接在电路板上， LM358用 DIP8 双列直插插座，先焊接 插座后再安装。 7812和7912直接焊在板子上。除模拟热电阻 PT100的 50电位器外的所 有电位器都直接焊接在板子上。2、 单块电路板的输入输出端都必须留出接口（焊上对应数量的插针），以便与外部 电源、信号或其他电路板进行连接，同时也便于测量输出电压等相关参数。 具体需要的插针数量：（1）电源板（小板）：变压器输入端（ 3 个）：用于连接外部变压器输入。&

7、#177;12V直流电压输出端 （3个）：用于给后面的功能板供电以及用于测试直流电压。（2）功能板（大板）：±12V直流电压输入端（ 3 个）：用于外接直流电源给功能板供电。 输出电压端口（ 2 个）：用于外接万用表以便观察输出电压大小。具体需要的单排座（圆孔）数量：热敏电阻接口（ 2个）：用于外接 Pt100 热敏电阻实际测量温度，调试时用精密电位 器（50）模拟。六课程设计总结课程设计结束后需撰写课程设计总结， 并在 2014年7月 7日前由班长统一收集后提交 到基础楼 B416，总结内容主要为感想、收获与建议等。附录 1 PT100 铂电阻的温度和阻值对应关系附录 2 器件清单

8、附录 1：PT100铂电阻的温度和阻值对应关系温度.0.1.2.3.4.5.6.7.8.9（）电阻值（ ）3088.0487.6487.2486.8486.4486.0485.6385.2384.8384.432092.0491.6491.2490.8490.4490.0489.6489.2488.8488.441098.0395.6395.2394.8394.4394.0393.6393.2492.8492.440100.0099.6099.2198.8198.4198.0197.6297.2296.8296.420100.00100.40100.79101.19101.59101.9810

9、2.38102.78103.17103.5710103.96104.36104.75105.15105.54105.94106.33106.73107.12107.5220107.91108.31108.70109.10109.49109.88110.28110.67111.07111.4630111.85112.25112.64113.03113.43113.82114.21114.60115.00115.3940115.78116.17116.57116.96117.35117.74118.13118.52118.91119.3150119.70120.09120.48120.87121.

10、26121.65122.04122.43122.82123.2160123.60123.99124.38124.77125.16125.55125.94126.33126.72127.1070127.49127.88128.27128.66129.05129.44129.82130.21130.60130.9980131.37131.76132.15132.54132.92133.31133.70134.08134.47134.8890135.24135.63136.02136.40136.79137.17137.56137.94138.32138.72100139.10139.49139.8

11、7140.26140.64141.02141.41141.79142.18142.66110142.95143.33143.71144.10144.48144.86145.25145.63146.01146.40120146.78147.16147.55147.93148.31148.69149.07149.46149.84150.22130150.60150.98151.37151.75152.13152.51152.89153.27153.65154.03140154.41154.79155.17155.55155.93156.31156.69157.07157.45157.8315015

12、8.21158.59158.97159.35159.73160.11160.49160.86161.25161.62160162.00162.38152.76133.13163.51163.89164.27164.64165.0165.40170165.78166.16166.53136.91167.28167.65168.03168.41168.7169.10180169.54169.91170.29170.57171.04171.42171.79172.17172.5172.92190173.29173.67174.04174.41174.79175.16175.54175.91176.2

13、176.66200177.03177.40177.78178.15178.52178.90179.27179.64180.0180.39210180.76181.13181.51131.88182.25182.62182.99183.36183.7184.11220184.48184.85185.22135.59185.96186.33185.70187.07187.4187.81230188.18188.55188.92139.29189.66190.03190.40190.77191.1191.51240191.88192.24192.61132.98193.35193.72194.091

14、94.45194.8195.19250195.56195.92196.29136.66197.03197.39197.76198.13198.5198.86260199.23199.50199.90200.33200.69201.06201.42201.79202.1202.52270202.89203.25203.62203.98204.35204.71205.08205.44205.8206.11280206.53206.90207.26207.63207.99208.35208.72209.08209.4209.81290210.17210.53210.89211.26211.62211

15、.98212.34212.71213.0213.43300213.79214.15214.51214.88215.24215.60215.96216.32216.6217.04附录 2：器件清单器件型号封装数量双电源电路器件清单正负 15V 变压器220：+-151二极管IN4007直插4×2电解电容220uF50V直插4×2电解电容0.1uF25V4×2稳压片7812直插1×2稳压片7912直插1×2保险管保险管座万能板（长方形）1×2温度检测报警电路器件清单LM358LM358（需回收 ）直插2电阻100 欧姆1/4W3电阻150

16、K1/4W1电阻20K1/4W5电阻1K1/4W2电位器50 欧姆32961电位器1K32963电位器100K32961发光二极管红色 3mm直插1发光二极管绿色 3mm直插1PT100，100 摄氏度时是 139 欧热敏电阻姆外接每班 1 个芯片座DIP82单排座（圆孔）5孔单排针20针导线万能板（方形）Mutisim 仿真器件选用线性运放 LM324AJ模拟库 OPAMP 比较器 LM339AJ模拟库 COMPARATOR LED二极管库 LED 电阻、电位器基本元件栏 电源电源器件库 电压表显示测量元件栏Multisim7 使用简介1. 文件的打开方式文件夹中，双击后，再双击即可打开 M

17、ultisim72. 工作窗口界面3. 主要工具栏（ 1）元件工具栏实际元件库：参数与实际厂商提供参数相符，不可更改。图标名称功能电源库 （Source ）含接地、直流信号源、交流信号源、受控源等 6 个系列基本元件库（Basic ）含电阻、电容、电感、变压器、开关、虚拟基 本元件、虚拟定值元件、 3D元件等 18 个系列二极管库 （Diode ）含虚拟、普通、发光、稳压、开关二极管及可控硅等 11 个系列晶体管库 （Transistor ）含虚拟、 BJT、FET、复合管和功率管等 20 个系 列模拟集成元件库（Analog ）含虚拟、普通、诺顿、宽带运放及比较器等 6 个系列TTL元件库（

18、TTL）含 74STD、74S、74LS、74F、74ALS、74AS等 9 个系列COMS元件库（CMO）S含 COM、S 74HC、TinyLogic 器件的 14 个系列其他数字元件库（MiscellaneousD含 TIL 、DSP、FPGA、PLD、 CPLD、微控制器、微 处理器、 VHDL、存储器等 12 个系列i数git模al混合）元件库（Mixed ）含虚拟数模混合器件、 555 定时器、A/D 转换器、 D/A 转换器、 模拟开关、 单稳触发器等 6 个系列指示元件库 （Indicator ） 其他器件库 （Miscellaneous ） 射频元件库 （RF） 机电类元件库

19、 （Electromechani cal ）含电压表、电流表、探针、蜂鸣器、灯泡、数 码显示管等 8 个系列 含虚拟器件、光耦、晶振、真空管、 DC DC开 关电源转换器、滤波器等 14 个系列 含射频电阻、射频电容、射频电感、射频晶体 管、隧道二极管、传输线等 8 个系列 含感测开关、瞬态开关、计时接触器、线圈与 电器、线性变压器、保护装置、输出设备等 系列理想元件库：可以修改元件参数。（2）仪表工具栏其中动态测量探针只有当仿真运行时才可使用。4. 创建电路原理图的基本操作（ 1）元器件的调用 调用元器件时，先用鼠标单击元件工具栏中相应的分类库按钮，再从中选择所 需的元器件。例如调用一个直流

20、电压源。单击元件工具栏中最右边的电源库按钮 ，弹出电源 分类库菜单如图 F1.1 所示。在左边的 Family（系列）栏中选择第一行的 POWER SOURCE（电源），再在中间的 Component（元件）栏中选择 DC POWER（直流 电源），然后单击右上角的 OK 按钮，即可将一个直流电压源调到电路图编辑窗口 中。又如调用一个虚拟电阻。单击元件工具栏中位于右边第二的基本元件库按钮 ，弹出基本元件分类库菜单如图 F1.2 所示。在左边的 Family（系列）栏中选择 第三行的 RATED图 F1.1 调用直流电压源图 F1.2 调用虚拟电阻 VIRTUAL （定值虚拟） ，再在中间的 Component（ 元件）栏中选择 RESISTOR RATED （定值电阻），然后单击右上角的 OK 按钮，即可将一个虚拟电阻调到电 路图编辑窗口中2）元器件参数的设置放置在电路编辑窗口的元器件应根据仿真电路的需要设置参数，并确定一个标 号。例如设置一个虚拟电阻的参数。双击该电阻，弹出属性对话框如图F1.3 所