內(nèi)工大電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-熱水鍋爐溫度控制器設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)(文件)
【正文】 高高123011底高高123001低低高123000低低低整體連接實(shí)測(cè)圖：邏輯關(guān)系111，一、二、三燈都亮邏輯關(guān)系011,二、三燈亮邏輯關(guān)系001，三燈亮邏輯關(guān)系000，一、二、三燈都不亮圖18 模擬電路部分實(shí)測(cè)結(jié)果（注：三個(gè)發(fā)光二極管從左到右一次對(duì)應(yīng)三、二、一號(hào)燈；此電路圖包括反向求和運(yùn)算電路、抑制共模信號(hào)電路、同向比例運(yùn)算電路、電壓比較器電路。（2）在連接時(shí)間控制電路時(shí)，只有當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出619時(shí)輸出高電平信號(hào)，在仿真中應(yīng)該為623輸出高電平信號(hào)。（3）測(cè)試電壓比較器單元測(cè)量一次即可，通過(guò)改變高低電平看發(fā)光二極管的亮滅情況。通過(guò)一系列的門電路連接之后，A、B兩個(gè)發(fā)光二極管按邏輯電平的狀態(tài)亮滅，理論上:當(dāng)輸入1111時(shí)A、B都亮,0111時(shí)A亮,0011時(shí)A亮,0001時(shí)A、B都不亮.3 調(diào)試過(guò)程（1）測(cè)試電壓反向求和單元先在電路板上用萬(wàn)用表調(diào)出若干個(gè)較小的電壓值，再通過(guò)此單元電路用萬(wàn)用表測(cè)其輸出電壓值。輸入若干個(gè)在0~5V之內(nèi)的電壓值，通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓看發(fā)光二極管的亮滅變化是否與理論結(jié)果一致。2 測(cè)試方案（1）模擬電路部分測(cè)試a)測(cè)試電壓反向求和單元用三個(gè)毫伏級(jí)電壓信號(hào)接入，測(cè)量輸出電壓信號(hào)的伏值，判斷是否符合電壓求和的要求：Uo=Ui1Ui2Ui3。使用74LS160通過(guò)置零法或置數(shù)法可以實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。第四部分：Uo=（1+Rf/R）*Ui，Uo/ Ui=8。R5=R7=R1。揚(yáng)長(zhǎng)避短選擇電壓比較器。另一方面，直流電源對(duì)于電壓相對(duì)較高的，頻率較低的交流信號(hào)能起到效果明顯的轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓的作用，但是對(duì)毫伏級(jí)、頻率低的小電壓來(lái)說(shuō)效果不明顯，在仿真過(guò)程中萬(wàn)用表中顯示的電壓很小，示波器中也不好看出實(shí)驗(yàn)的波形效果，所以直流電源不適合此課題使用。四 電路元器件選擇與計(jì)算1 選擇一系列由運(yùn)算放大器組成的電路處理信號(hào)源，而未選擇做一個(gè)“直流電源”電路在此課題的設(shè)計(jì)中，需要穩(wěn)定的直流電源供電。10 報(bào)警電路圖14 報(bào)警電路原理圖圖15 窗口比較器傳輸特性由以上兩圖可知，當(dāng)Ui，即此時(shí)溫度低于85℃，Uo1=Uom, Uo2=+Uom使二極管D2導(dǎo)通，D1截止，Uo=+Uz。表3 W、X、Y、Z、Z’與A、B、C、D的邏輯關(guān)系A(chǔ)BCDWXYZZ’續(xù)表3 W、X、Y、Z、Z’與A、B、C、D、的邏輯關(guān)系111101011011101111001110011000110100W=A’B’CD+A’B’C’D=A’B’D。將輸出端與一、二號(hào)爐（X1，X2）用與門連接即可實(shí)現(xiàn)定時(shí)工作。6 多諧振蕩器多諧振蕩器計(jì)算電路中電阻和電容的數(shù)值使其輸出時(shí)脈沖為時(shí)間控制和存儲(chǔ)電路提供時(shí)脈沖。當(dāng)溫度低于85℃時(shí)，三個(gè)電壓比較器輸出111，一、二號(hào)爐啟動(dòng)；當(dāng)溫度高于95℃時(shí)，三個(gè)電壓比較器輸出011只有一號(hào)爐工作；當(dāng)溫度高于105℃時(shí)，三個(gè)電壓比較器輸出001，一、二號(hào)爐停止啟動(dòng)。圖7 電壓比較器5鍋爐工作電路圖8 鍋爐工作電路原理圖（1）確定閾值電壓三個(gè)輸入端的電壓范圍都為6mv12mv，85℃對(duì)應(yīng)6mv，95℃對(duì)應(yīng)9mv，105℃對(duì)應(yīng)12mv，經(jīng)求和后的電壓范圍為18mv36mv，、,由于期間濾波電路造成一定的誤差，、。單限比較器電路只有一個(gè)閾值電壓，輸入電壓UI逐漸增大或減小過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)UT時(shí)，輸出電壓U0產(chǎn)生躍變，從高電平Uoh躍變?yōu)榈碗娖経ol，或者從Uol躍變?yōu)閁oh。溫度經(jīng)傳感器后會(huì)有一部分交流信號(hào)，為獲得直流電壓信號(hào)還要對(duì)信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，因?yàn)橐@得毫伏級(jí)信號(hào)所以要用低通濾波器，,約等于70HZ,且通帶放大倍數(shù)約為1。參數(shù)與仿真圖中對(duì)應(yīng)為 Rf=R3=R4=。同時(shí)，方案一相對(duì)方案二所用器件較少。如果用電壓器直接就可以實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換直接明了，輸出結(jié)果0或1，經(jīng)濟(jì)且可行性強(qiáng)。表2 方案二材料表序號(hào)元器件名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量（個(gè)）單價(jià)（元）總價(jià)（元）11/4W常規(guī)電阻*192常規(guī)電容*43數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱/模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱*320604雙蹤示波器*1**5數(shù)字萬(wàn)用表*1**6實(shí)驗(yàn)焊接用板*2102074，2輸入端與門74HC08384，2輸入端或門74LS3239六反相器74LS0410．210可預(yù)置BCD異步清除計(jì)數(shù)器74LS1602113mm紅，綠，黃發(fā)光二極管31274LS13838譯碼器40．813NE555555定時(shí)器114LM386功率放大器10．515ADC0804ADC11116集成運(yùn)放LM3582續(xù)表2 方案二材料表17繼電器CMP8F高外殼小型大功率1101018電壓比較器LM3931確定實(shí)驗(yàn)方案：方案一：元器件總價(jià)：；方案二 ：元器件總價(jià)：?？紤]到性能、可靠性、實(shí)現(xiàn)的難易程度、經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題，最后確定用三個(gè)單限比較器來(lái)完成鍋爐
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