【文章內(nèi)容簡介】 比較電路均會輸出低電平。 繼電器開關電路設計繼電器開關電路由繼電器J二極管D三極管T非門U與非門U1D,及電阻R16（100KΩ）和5V電源VDD組成。 繼電器開關電路圖中，繼電器開關電路由狀態(tài)比較電路和溢出開關的狀態(tài)決定其輸出，當水位為到達溢出水位時，即溢出水位開關未閉合時，該電路則由狀態(tài)比較電路決定，當狀態(tài)比較電路輸出為高電平時，三極管導通，繼電器的線圈有足夠大的電流，繼電器開關吸合，電磁閥電路接通，電磁閥開始工作。當狀態(tài)輸出電路輸出為低電平時，三極管截至，繼電器斷開，電磁閥開關電路斷開，電磁閥停止工作。若是溢出開關閉合，輸出為低電平送至繼電器開關電路時，無論狀態(tài)比較電路的輸入狀態(tài)如何，三極管均會截至，繼電器開關斷開，電磁閥停止工作。 仿真結果。 電磁閥控制電路圖電磁閥控制電路仿真操作、分析過程如下：（1） 水位預置狀態(tài)時，比較器輸出低電平，送至電磁閥控制電路，三極管截至，繼電器斷開，電磁閥不工作。 （2）水位檢測狀態(tài)時，如果預置編碼電路輸入比微動開關電路的輸入大時，狀態(tài)比較電路輸出高電平，三極管導通，繼電器吸合，電磁閥工作。 （3）水位溢出時，溢出水位開關閉合，輸出低電平，三極管截至，繼電器斷開，電磁閥不工作。上述情況表明，電磁閥控制電路仿真結果正確。 進水控制器仿真結果。 進水控制器電路圖 進水控制器電路仿真操作、分析過程如下：（1）將選擇模式開關打到預置狀態(tài)，即按下K2按鍵，預置水位指示燈LED111亮（紅色），表示進水控制器工作在水位預置狀態(tài)；（2）按動脈沖按鍵K1按鍵，水位指示燈依次亮，表示水箱中的水位預置到了該水位位指示燈所表示的水位；（3）將選擇模式開關打到進水狀態(tài)，即K2抬起，進水指示燈LED112亮（綠色），表示進水控制器工作在進水狀態(tài)。此時，若水箱中的當前水低于預置水位，則LED12亮（綠色），表示電磁閥工作，給水箱加水；（4）隨著電磁閥工作，水箱中的水位逐漸上升，當當前水位等于預置水位時，則LED12滅（綠色），表示電磁閥不工作，不給水箱加水；（5）在LED12亮（綠色）時，即電磁閥工作，將K36合上，則LED12亮（紅色），表示水箱中的儲水已經(jīng)到達溢出位置，說明狀態(tài)比較電路出現(xiàn)故障。此時，繼電器會自動斷開，強行停止電磁閥工作。上述情況表明，進水控制器電路仿真結果正確。第3章 溫度控制器電路設計與仿真 溫度傳感器電路 溫度/電壓變換電路溫度變化用鉑熱電阻（Pt100）檢測。 鉑熱電阻（Pt100）分度簡表溫度℃03550電阻值Ω100，溫度在0℃ ~ 50℃范圍內(nèi)變化時，鉑熱電阻為100Ω ~ ，／℃。溫度/電壓變換電路采用電橋結構，由精密電阻R1~R5 組成，如圖31所示。其中，R4+ R5等效為鉑熱電阻，0℃時它的阻值應為100Ω，所以R3也應取100Ω。R4選用20Ω精密電位器。，電壓源VDD1選+12V。則由， ，可得R1 = R2 =120KΩ。 溫度/電壓變換電路圖圖中，電橋輸出電壓ui1約為10 mV，ui2的范圍為10 mV~12mV。該電壓差，即差模電壓信號將送至下一級的測量放大器進行放大。 測量放大器電路測量放大電路由三個運算放大器U1A，U1B，U2A，電阻R6，R7，R8，R9，R10，R11，R12，和12V電源VDD組成，具有放大差模信號，抑制共模信號的作用。根據(jù)測量放大器的工作原理進行計算有，第一級的放大倍數(shù)為：Au1=（1+2R7/R6）=101第二級放大倍數(shù)為：Au2=R10/R9=24總的放大倍數(shù)為： 測量放大器電路圖 仿真結果。用電位器代替鉑電阻做溫度的檢測模擬，當調(diào)節(jié)電位器R5的電阻值時，使 R4+ R5 = 100Ω ~ ，則剛好對應鉑電阻在模擬溫度0 ~ 50℃的范圍內(nèi)變化時的電阻值，通過電橋輸出電壓ui1的變化范圍約為10 ~ 12mV，而而電橋的另一臂輸出ui2恒為10mV。因此通過后面的測量放大器的放大，最終uO的輸出變化范圍0 ~ 5V。表明仿真結果正確。 溫度傳感器仿真電路圖 A/D轉換電路 電路設計A/D轉換電路由A/D轉換器和寄存器組成。 A/D轉換電路圖，A/D轉換器芯片U2選用ADC0804，寄存器U3選用74HC273。由于ADC0804需在在脈沖的作用下，才能啟動轉換，該控制中，溫度變化的時間不快，因此不要求AD轉換的頻率很高，給AD加1HZ左右的脈沖頻率即可。在時鐘信號作用下，AD將來自放大電路的模擬電壓1~5V進行轉換，輸出八位二進制代碼00000000 ~ 11111111，并將轉換結果存放在寄存器U3中再輸出。發(fā)光二級管P0 ~ P7的作用是顯示A/D轉換的結果，以便更加直觀的觀察AD轉換結果。 仿真結果A/。調(diào)節(jié)電位器RW，給AD轉換器件U2的輸入端輸入0V~ 5V直流電壓，通過觀察發(fā)光二極管P0 ~ P7的亮滅變化情況來了解AD轉換情況。當U2輸入為0V時，P0 ~ P7全部熄滅，說明U3輸出為00000000；當U2輸入為5V時，P0 ~ P7全亮，說明U3輸出狀態(tài)為11111111，通過仿真，發(fā)現(xiàn)結果正確。除此之外，也可以通過邏輯分析儀的波形觀察A/D轉換電路的輸出情況。 A/D轉換仿真電路圖 溫度預置電路 手動脈沖信號產(chǎn)生電路設計 手動脈沖信號產(chǎn)生電路由電阻R1R18，與非門U6A、U6B，脈沖按鍵KEY2和5V電源VDD組成。 圖中，與非門U6A、U6B構成SR觸發(fā)器，由于按鍵在按動時會有抖動，因此采用SR觸發(fā)器可以消除抖動，當每按動一次脈沖開關K2時，SR觸發(fā)器就會產(chǎn)生單個脈沖，將脈沖送至計數(shù)器。 手動脈沖產(chǎn)生電路圖 計數(shù)器電路設計，該電路由兩個十進制加法計數(shù)器U7和U8（74HC160）、與非門U6D、電阻R19和5V電源VDD組成。其中，計數(shù)器UU8用置數(shù)法接成了五十進制計數(shù)器。 計數(shù)器電路圖，電阻R預置/加熱按鍵KEY11為控制電路中的一部分。當預置/加熱按鍵KEY11打到VDD時，即電路處于預置狀態(tài)，在手動脈沖電路輸出的脈沖信號作用下，計數(shù)器將產(chǎn)生兩組8421BCD碼，其變化順序應是00000000 01010000，即代表十進制0—50，表示預置的溫度值為0℃~ 50℃；KEY11接到地一側時，即電路處于加熱狀態(tài)時，計數(shù)器處于保持狀態(tài)，即使有脈沖輸入也不再計數(shù)。 仿真結果。 溫度預置電路的仿真電路圖K11接到VDD時，LED1顯示紅色，表示預置狀態(tài)。連續(xù)按動K2，計數(shù)器輸出兩組8421BCD碼，其變化順序是00000000—01010000，仿真結果正確。 加熱器控制電路加熱器控制電路由代碼轉換電路、狀態(tài)比較電路、選擇電路、繼電器開關電路、預置/加熱按鍵K11和開關K12及報警電路等組成。代碼轉換電路由可擦寫存儲器U4（MC7C512）組成。該電路的作用是將寄存器輸出的8位二進制代碼轉換成兩組8421BCD碼，以便送至狀態(tài)比較電路和預置溫度（用8421BCD碼表示）進行比較，并送至數(shù)碼管顯示電路進行顯示以表示實際的水的溫度。狀態(tài)比較電路由數(shù)據(jù)比較器UU10（74HC85）組成。該電路的作用是將預置電路的計數(shù)器輸出的兩組8421BCD碼和代碼轉換電路輸出的兩組8421BCD碼進行比較。若前者小于后者，則該電路輸出高電平，否則，輸出低電平。即是說當水箱中的當前水溫低于預設置的溫度時，狀態(tài)比較電路輸出高電平；否則，輸出低電平。選擇電路由三態(tài)緩沖器U1U12（74HC541），預置/加熱按鍵K1K2，反相器U13C，雙基色發(fā)光二極管LED1（紅色指示預置狀態(tài)），電阻RR21和5V電源VDD組成。當預置/加熱按鍵K11打到預置狀態(tài)時，該電路將預置電路的計數(shù)器輸出的兩組8421BCD碼送至數(shù)碼管顯示電路進行顯示以表示預置的溫度；當預置/加熱按鍵K11打到加熱狀態(tài)時，該電路將代碼轉換電路輸出的兩組84