【正文】 爍，表示報(bào)警；（4）按 W 鍵，增加 R4 值。當(dāng) U1U 12 顯示數(shù)字大于或等于預(yù)置溫度時(shí)，LED1 滅（綠色），表示加熱器停止工作。上述情況表明，溫度控制器電路仿真結(jié)果正確。27圖 溫度控制器電路圖28第 4 章 家用電熱水器控制器測(cè)試 水位預(yù)置情況按【預(yù)置/進(jìn)水】按鍵 K2，使其處于自鎖狀態(tài)，LED 12 亮（紅色），電路工作在水位預(yù)置狀態(tài)。此時(shí)，按動(dòng)【脈沖】按鍵 K1，則產(chǎn)生單個(gè)脈沖，觀察預(yù)置水位指示燈變化情況，將測(cè)試結(jié)果填入表 中。表 水位預(yù)置功能測(cè)試結(jié)果水位一（LED 1）水位二（LED 2）水位三（LED 3）水位四（LED 4）水位五（LED 5）預(yù)置水位 指示燈工作狀況 亮 亮 亮 亮 亮（1）按下 K21 按鍵，其輸出低電平，此時(shí)進(jìn)行水位預(yù)置；（2）連續(xù)按動(dòng) K1 按鍵，脈沖信號(hào)使得 74HC160 計(jì)數(shù),預(yù)置編碼電路開(kāi)始對(duì)電路狀態(tài)進(jìn)行編碼。同時(shí)，譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路中的 LED1 ~ LED5 表示一級(jí)到五級(jí)，在 K1 的按動(dòng)下依次點(diǎn)亮，五個(gè)脈沖之后重新回到 LED1,亮，并循環(huán)往復(fù)；（3）K 21 按鍵抬起，其輸出高電平，預(yù)置編碼電路則處于進(jìn)水狀態(tài)，電磁閥不工作,同時(shí) LED1 ~ LED5 熄滅。上述情況表明，水位預(yù)置電路仿真結(jié)果正確。 進(jìn)水狀況檢測(cè)情況按【預(yù)置/進(jìn)水】按鍵 K2，使其處于非自鎖狀態(tài)，LED 12（紅色）滅，電路工作進(jìn)水狀態(tài)。此時(shí)，依次接通微動(dòng)開(kāi)關(guān)，觀察進(jìn)水狀況指示燈變化情況，將測(cè)試結(jié)果填入表 中。表 進(jìn)水狀況檢測(cè)功能測(cè)試結(jié)果微動(dòng)開(kāi)關(guān)狀 態(tài) 進(jìn)水狀態(tài)指示燈狀態(tài)（LED 6 ~ LEDLED 11）水位一指示燈水位二指示燈水位三指示燈水位四指示燈水位五指示燈溢出指示燈下限 K31接通 亮 不亮 不亮 不亮 不亮 不亮水位一指示燈水位二指示燈水位三指示燈水位四指示燈水位五指示燈溢出指示燈K3K 32接通 亮 亮 不亮 不亮 不亮 不亮 29水位一指示燈水位二指示燈水位三指示燈水位四指示燈水位五指示燈溢出指示燈K31 ~ K33接通亮 亮 亮 不亮 不亮 不亮水位一指示燈水位二指示燈水位三指示燈水位四指示燈水位五指示燈溢出指示燈K31 ~ K34接通 亮 亮 亮 亮 不亮 不亮水位一指示燈水位二指示燈水位三指示燈水位四指示燈水位五指示燈溢出指示燈K31 ~ K35接通 亮 亮 亮 亮 亮 不亮水位一指示燈水位二指示燈水位三指示燈水位四指示燈水位五指示燈溢出指示燈K31 ~ K36接通 亮 亮 亮 亮 亮 亮按 K22，使其接地，分別接通相應(yīng)水位開(kāi)關(guān)，則對(duì)應(yīng) LED 燈依次點(diǎn)亮；K 36 接通時(shí)，則產(chǎn)生溢出信號(hào)，低電平有效，此時(shí) LED12 亮（紅色），表明仿真結(jié)果正確。 電磁閥控制情況將預(yù)置水位分別設(shè)置在水位一至水位五的位置，再通過(guò)撥動(dòng)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)波K31~ K35，觀察繼電器 J1 動(dòng)作和指示燈 LED11 的狀態(tài)，將測(cè)試結(jié)果填入表 中。表 電磁閥控制功能測(cè)試結(jié)果預(yù)置水位位 置實(shí)際水位位 置繼電器 J1狀 態(tài)指示燈LED11 狀態(tài)＜ 水位一 工作 綠水位一≥ 水位一 不工作 不亮＜ 水位二 工作 綠水位二≥ 水位二 不工作 不亮＜ 水位三 工作 綠水位三≥ 水位三 不工作 不亮＜ 水位四 工作 綠水位四≥ 水位四 不工作 不亮水位五 ＜ 水位五 工作 綠30≥ 水位五 不工作 紅注：LED 11 顯示綠色時(shí)，J 1 吸合，表示電磁閥開(kāi)始工作；LED 11 滅時(shí)，J 1 斷開(kāi)，表示電磁閥停止工作。進(jìn)水狀態(tài)時(shí)如果溢出信號(hào)有效（低電平），LED 11 則顯示紅色，并強(qiáng)行控制 J1斷開(kāi)，停止電磁閥工作。（1）水位預(yù)置狀態(tài)時(shí)，電磁閥斷開(kāi)，電路不工作【進(jìn)水/溢出】燈無(wú)色。 （2）水位檢測(cè)狀態(tài)時(shí)，【進(jìn)水/溢出】燈無(wú)顯示，電磁閥工作。當(dāng)水位達(dá)到預(yù)設(shè)水位時(shí)，電磁閥停止工作，【進(jìn)水/溢出】燈呈綠色。（3）水位溢出時(shí)，【進(jìn)水/溢出】燈呈紅色，電磁閥不工作。上述情況表明，電磁閥控制電路仿真結(jié)果正確。 溫度傳感器情況調(diào)節(jié)電位器 R5，使 R4+ R5 = 100Ω ~ ，模擬溫度在 0℃ ~ 50℃范圍變化。測(cè)量電橋輸出電壓 uIu I2 及測(cè)量放大器輸出電壓 uO，將測(cè)試結(jié)果填入表 中。表 溫度傳感器電路測(cè)試結(jié)果溫度設(shè)置（℃） 0 10 20 30 40 50R4+ R5（Ω） 100 uI1（mV） 10 11 11 12 12uI2（mV） uO（V） 電橋?qū)囟绒D(zhuǎn)成電壓量并通過(guò)對(duì)運(yùn)算放大器的放大，將微小的變化量放大到0～ 5V 之間，電阻本身的誤差和接入電壓表之后的誤差相疊加，誤差在允許范圍內(nèi)。 A/D 轉(zhuǎn)換電路情況按【預(yù)置/加熱】按鍵 KEY1，使其處于非自鎖狀態(tài)，LED 1 顯示綠色，電路工作在加熱狀態(tài)。此時(shí)調(diào)節(jié)電位器 R5，使 R4+ R5 = 100Ω ~ ，觀察 A/D轉(zhuǎn)換電路輸出變化情況，將測(cè)試結(jié)果填入表 中。表 A/D 轉(zhuǎn)換電路及數(shù)碼管顯示電路測(cè)試結(jié)果實(shí)際溫度（℃） 0 10 20 30 40 50R4+ R5（Ω） 100 31A/D 轉(zhuǎn)換電路輸出000001000011011001101001100110101100110011111111由于在電橋轉(zhuǎn)換到運(yùn)算放大器輸出部分，就存在非線性誤差，所以在 A/D 轉(zhuǎn)換部分就必然會(huì)存在相應(yīng)的誤差，0 度對(duì)應(yīng)的是 4，即誤差小于 1 度，在允許范圍內(nèi)。 溫度預(yù)置情況按【預(yù)置/加熱】按鍵 KEY1，使其處于自鎖狀態(tài)，LED 1 顯示紅色，電路工作在溫度預(yù)置狀態(tài)。此時(shí)，按動(dòng)【脈沖】按鍵 KEY2，則產(chǎn)生單個(gè)脈沖，數(shù)碼管依次顯示數(shù)字 00 ~ 50，表示可預(yù)置的溫度范圍在 0℃ ~ 50℃之間。仿真結(jié)果正確。 加熱器控制情況將預(yù)置溫度分別設(shè)置在 40 和 50℃，再通過(guò)調(diào)節(jié)電位器 R5，觀察數(shù)碼管顯示的數(shù)字變化、繼電器 J1 動(dòng)作和指示燈 LED1 的狀態(tài)，將測(cè)試結(jié)果填入表 中。表 加熱器控制功能測(cè)試結(jié)果預(yù)置溫度（℃） 實(shí)際溫度（℃） 繼電器 J1狀 態(tài)指示燈LED1（綠色）狀態(tài)＜ 10 吸合 綠10≥ 10 不工作 不亮＜ 20 吸合 綠20≥ 20 不工作 不亮＜ 30 吸合 綠30≥ 30 不工作 不亮＜ 40 吸合 綠40≥ 40 不工作 不亮＜ 50 吸合 綠50≥ 50 不工作 不亮（LED 1（綠色）亮，J 1 吸合，表示加熱器開(kāi)始工作；LED 1（綠色）滅，J 1斷開(kāi)，表示加熱器停止工作。若水箱中的水位低于下限水位時(shí)，強(qiáng)行控制 J1 斷開(kāi)，可避免發(fā)生燒干鍋情況發(fā)生。）經(jīng)如上所述分析，基本完成了各項(xiàng)仿真所需要求，本設(shè)計(jì)合乎要求。32實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我的收獲是多方面的。首先對(duì)上學(xué)期所學(xué)習(xí)的數(shù)字電子技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容有了一定的復(fù)習(xí)和鞏固，比如觸發(fā)器的連接與工作原理，74160 變成五進(jìn)制和五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的連接方法，4585，4772 等的工作原理，A/D 轉(zhuǎn)換器的連接與工作原理，數(shù)碼管，二極管的實(shí)際焊接方式等等。并且能夠?qū)?shū)上的知識(shí)合理的應(yīng)用到實(shí)際的工程中去，真正達(dá)到了學(xué)以致用的目的。其次鍛煉了運(yùn)用 EDA 軟件 Multisim 設(shè)計(jì)電路和仿真的能力，在一周的時(shí)間里，充分的利用，真正的掌握了這款軟件的使用，比從書(shū)本上看到的使用方法生動(dòng)的多。最后，這次實(shí)驗(yàn)還鍛煉了實(shí)際焊接時(shí)的布線，焊接，調(diào)試的能力。本次實(shí)驗(yàn)是以前學(xué)習(xí)的課程知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用與演練，讓我發(fā)現(xiàn)了我學(xué)習(xí)中的很多不足與漏洞。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的水位控制電路和溫度控制電路兩個(gè)部分，實(shí)際焊接了水位控制電路部分，通過(guò)對(duì)水位控制電路部分的焊接，讓我掌握了電路調(diào)試的方法，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)功能模塊一個(gè)功能模塊的焊接與調(diào)試，主要還是要明白工作原理，才能清楚到具體每個(gè)管腳應(yīng)該呈現(xiàn)什么電位，才能知道這個(gè)電路是芯片出了問(wèn)題還是連線出了問(wèn)題。也解決了之前把所有元件都焊好，但是不出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又不知道哪里出了問(wèn)題的毛病。最終得以解決問(wèn)題。33參考文獻(xiàn)[1][M].北京:高等教育出版社,2022[2] 電熱水器百度百科yHHxqQclX23nPuNF2HG9uOdmwKuQrHLyD3AlgG2epIpkQ2CER6_a[3].RS [4].沙占友；[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2022.[5].王雪文；[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2022.[6].模擬電路設(shè)計(jì)（十七）非線形電路 Converter 34附 錄附 錄 一家用電熱水器控制器（進(jìn)水控制器）元器件明細(xì)表表 F1 家用電熱水器控制器（進(jìn)水控制器）元器件明細(xì)表序號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量 備注1 四 2 輸入與非門 74HC00 1 U12 BCD 十進(jìn)制計(jì)數(shù) 74HC160 1 U23 4 線10 線譯碼器 74HC42 1 U34 四 2 輸入與門 74HC08 1 U45 4 位數(shù)值比較器 74HC85 1 U56 六反相器 74HC04 1 U67 8 線 3 線優(yōu)先編碼器 74HC148 1 U78 發(fā)光二極管 紅色 5 LED1 ~ LED59 發(fā)光二極管 綠色 5 LED6 ~ LED1010 發(fā)光二極管 雙基色 2LED11 預(yù)置/進(jìn)水，LED12 工作/報(bào)警11 按鍵開(kāi)關(guān) 1 K1，脈沖按鍵12 按鍵開(kāi)關(guān)（帶鎖） 1 K2，設(shè)置按鍵13 微動(dòng)開(kāi)關(guān) 撥碼開(kāi)關(guān) 1 K31 ~ K36，6 位14 電阻 100kΩ 9 R1 ~ R1R 13 ~ R1615 電阻 510Ω 2 R1R 1616 電阻 1 R1717 三極管 s9013 1 T118 二極管 IN4148 1 D119 繼電器DS2YSDC5V 1 J1，六腳，5V 工作電壓35附 錄 二家用電熱水器控制器（進(jìn)水控制器）實(shí)物照片圖 F1 家用電熱水器控制器（進(jìn)水控制器）實(shí)物照