2014电子电路综合实验实验报告

电子电路实验3综合设计总结报告题目：温度测量数显控制仪的设计实现班级：学号：姓名：成绩：日期：一、摘要温度控制是日常生活和工程领域经常需要解决的问题，在冷库、制冷设备、粮食储备等精度要求不特别高的场合，经常采用铂电阻来实现温度的采集与控制调节。这是可在一定温度范围进行温度测量与控制的温度测量数显控制仪该仪器测量温度的范围为-50～200℃，能够对温度值进行数字显示（可显示温度测量值和设定温度值两种），其测量误差为±1℃。当超过某一设定温度上限值时（如30℃）能声光报警，并启动小风扇降温。二、设计任务2.1设计选题选题15温度测量数显控制仪的设计实现2.2设计任务要求设计一个可在一定温度范围进行温度测量与控制的温度测量数显控制仪该仪器测量温度的范围为-50～200℃，能够对温度值进行数字显示（可显示温度测量值和设定温度值两种），其测量误差为±1℃。当超过某一设定温度上限值时（如30℃）能声光报警，并启动小风扇降温。三、方案设计与论证基于ICL7107的温度测量数显控制仪本方案的设计电路由稳压电路、温度采集、电阻电压转换器、控制电路和显示电路组成。其中，温度采集传感器采用热敏电阻铂Pt100，A/D转换器用ICL7107双电源±5V供电，适合驱动发光二极管显示），共阳数码管用ICL7107控制。数字显示译码、驱动温度传感器转换器数字显示译码、驱动温度传感器转换器转换器A/D转换器器电电源电路单元参数的选定和设计实现传感器采用热敏类电阻pt100，它广泛用于化工冶炼等领域温度℃-50-250255075100125150175200电阻80.3190.19100109.73119.40128.98138.50147.94157.31166.61175.842、电阻/电压转换电路（1）、当t=-50℃时，运放的输出电压为Uo=(1+80.31/33)×0.3=1.03V（2）、当t=200℃时，运放的输出电压为Uo=(1+175.84/33)×0.3=1.90V（3）、在-50℃～200℃，输出电压在1.0～1.9V间。在电阻/电压转换电路后，接一电压跟随器，提高带负载的能力。3、A/D转换器 采用美国Harris公司ICL7107（双电源±5V供电），它包含31/2位数字A/D转换器，可直接驱动发光二极管（LED）。内部设有参考电压、七段译码器、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零、参考源和时钟系统等功能。将高性能、低功耗和低成本很好的结合在一起，它有低于10µV的自动校零功能，零漂小于1µV/℃，低于10pA的输入电流，极性转换误差小于一个字。真正的差动输入和差动参考源广泛用于各种单片测量单元。C1为外接积分电容，R1为外接积分电阻，C2为自动调零电容，C4为基准电容，C5、R6为内部时钟振荡器的外接电容、电阻。振荡频率f=0.45/R6C5R6=100K、C5=100PF,则主振频率为45kHz,采样时间为每秒3次。IN+为外加信号输入端；IN-为输入基准信号零点，VREF+为基准信号端子。当基准信号调到0～2V时，外加信号的输入也在0～2V，LED对应显示0～1999，相当于1mV对应1个字。当输入信号超过上限量程时，千位数码管显示1，而其余三位数码管全无显示；当输入信号超过下限量程时，千位数码管显示-1，而其余三位数码管全不显示。正电源通过R7限流电阻向共阳极数码管供电，改变R7可改变数码管的亮度。四、电压比较器用于控制加热设备或制冷设备的通断。1、切换开关K置于1挡时，仪表显示测量值；2、置于2挡时显示设定温度。3、当测量值低于设定值时，比较器正饱和，使继电器吸合，反之释放。4、D用来消除线圈断电时产生的反电动势。五、装调测试过程5.1测试仪器（1）万用表（2）电源：±5V和GND5.2信号拾取，电阻、电压转换器模块的调制对已焊接好的电路板加上电压源，二极管两端电压为0.26伏特，当把管脚2与5之间的电阻调为174.5欧姆时，运放1的电压为1.66伏特，运放2的电压为1.66伏特，当电阻调到80.9欧姆时，运放1的电压为0.9伏特，运放2的电压为0.9伏特根据数据显示模块正常5.3A/D转换，信号显示模块调试当把管脚2与5之间的电阻调为175.8欧姆时，数码管显示的数值为144，当电阻调到80.3欧姆时，数码管显示的数值为-12，此时需要调节R3和Rs的电阻值，R3需要调小，Rs需要调大，初始把R3调节为14k欧姆，把Rs调为6k欧姆，当电阻调到80.3欧姆时，数码管显示的数值为-50，电阻调为175.8欧姆时，数码管显示的数值为224，再次把把R3调节为14.3k欧姆时，把Rs调为5k欧姆时，当电阻调到80.3欧姆时，数码管显示的数值为-50，电阻调为175.8欧姆时，数码管显示的数值为214，最后把Rs换为4.3k欧姆，当电阻调到80.3欧姆时，数码管显示的数值为-50，电阻调为175.8欧姆时，数码管显示的数值为200，终于调试成功5.4控制模块发光报警模块的调制换上铂电阻后，经测得室温为23度，测的三极管e相对于地的电压为4.99伏特，测得b相对于地的电压为4.36伏特，测得c相对于地的电压为1.98伏特，设置跳转温度为三十度，对铂电阻进行加热，数码管显示数值为30时，蜂鸣器发出声音，二极管发光，风扇运行，此时测的三极管e相对于地的电压为4.97伏特，测得b相对于地的电压为4.17伏特，测得c相对于地的电压为4.43伏特，三极管c发生电压变化，导致风扇和蜂鸣器运转，一切正常六、实验注意事项及主要可能故障分析在这次实验中，我发现了自己的很多不足。首先，在分析原理过程中，不应该只参照一两个网上所谓的报告，应该主要研究芯片的功能，输出的公式，调整的方式等等，然后再参考老师所给的建议，进行思考。次外，在设计之初，没有对电路的全面认识，在焊制电路板的过程中碰到不少困难。尤其是运放，自己确实应该按照原理图的设计接口来焊接，注意电压源的准确电压值，如果不是为+5V和—5V,会对实验结果影响很大，最后自己的结果虽然可以接受但是不太理想，有一定的偏差，电路布局设计的不够好，导致飞线较多，产生了一些干扰七、参考文献[1]姜忠良

温度的测量与控制[2]lm324新规格书[3]纪宗南集成A/D转换器应用技术和实用线路附录1系统电路图附录2元器件清单万用板1ICL7107及座1LM324及座1共阳二极管4发光二极管1二极管IN60