水溫控制器的設(shè)計

1、 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) I 目錄摘要 .1第 1 章緒論 .21.1 設(shè)計的目的及意義 .21.2 水溫控制系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài) .2第 2 章設(shè)計內(nèi)容及要求 .42.1 設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計任務及主要技術(shù)指標 .42.1.1 設(shè)計內(nèi)容.42.1.2 設(shè)計任務及主要技術(shù)指標.42.2 設(shè)計思想 .4第 3 章單元電路設(shè)計及工作原理 .63.1 電源電路的設(shè)計 .63.2 溫度傳感器設(shè)計 .63.3 放大電路的設(shè)計 .73.3.1 LM324 簡介 .73.3.2 放大電路的設(shè)計.93.4 比較電路的設(shè)計 .103.5 繼電器的設(shè)計 .113.5.1 繼電器的簡介.113.5.2 繼電

2、器的設(shè)計.113.6 加熱電路的設(shè)計 .12第 4 章電路的仿真軟件的介紹 .144.1 MULITISIM10.0 簡介.144.1.1 運行 Mulitisim10.0 .14 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) II 4.1.2 元器件箱.144.1.3 虛擬仿真儀表.144.1.4 電子電路的仿真步驟.154.2 ISIS PROFESSIONAL簡介.15第 5 章電路的仿真與調(diào)試 .16總結(jié) .20參考文獻 .21附錄 1整機電路圖.22附錄 2元件明細表.23 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 1 頁 共 23 頁摘要 隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，水溫控制器的

3、使用范圍也越來越廣泛，同時在生產(chǎn)中及生活中都發(fā)揮著重要的作用，如在一些現(xiàn)代化車間里，生產(chǎn)中，水產(chǎn)養(yǎng)殖中,家居生活中，都要用到水溫控制系統(tǒng)。基于實用、廣泛和典型的原則，設(shè)計出以模電和傳感器技術(shù)為設(shè)計方法，將其他信號通過傳感器轉(zhuǎn)化為電信號處理的產(chǎn)品也是層出不窮,由電源電路、放大電路、比較電路、加熱電路和保護電路構(gòu)成的水溫控制器，主要采用電壓比較器對繼電器的控制實行對水溫的控制。并且運用了模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)中的比例放大器，電壓比較器，繼電器和傳感器的相關(guān)知識，實現(xiàn)了溫度的測量以及對水溫的控制，具有較好的可行性和實用性。信號通過 LM35 溫度傳感器輸入轉(zhuǎn)化為電信號，在經(jīng)放大器放大后與設(shè)定的電壓值比較，

4、設(shè)定的電壓就代表特定的溫度值。當實際溫度高于設(shè)定溫度時，控制電路停止加熱；當實際溫度低于設(shè)定溫度時，使電路接通加熱。這樣就能自動控制溫度在某個值或小范圍波動。輸出正電壓或負電壓來實現(xiàn)電路的通斷，間接控制繼電器的工作，實現(xiàn)溫度控制。本設(shè)計是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、使用壽命長、具有一定的實用性等優(yōu)點的水溫控制電路。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞LM35 溫度傳感器；比較器；繼電器 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 2 頁 共 23 頁第 1 章緒論1.1 設(shè)計的目的及意義電子計算機的發(fā)明是本世紀科學技術(shù)的卓越成就之一，它的出現(xiàn)使科學技術(shù)產(chǎn)生了一場深刻的革命。特別是自 70 年代初以來

5、，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，出現(xiàn)了組裝計算機及微型計算機，其運算速度快，可靠性高，價格便宜，被廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防以及日常生活的各個領(lǐng)域。最常見的就是電子計算機代替自動控制系統(tǒng)中的常規(guī)控制設(shè)備，對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)和控制。由于計算機具有強大的邏輯判斷、計算和信息處能力，從而使控制技術(shù)達到新的水平，大大提高了生產(chǎn)過程的自動化程度和系統(tǒng)的可靠性。在現(xiàn)代冶金、石油、化工及電力生產(chǎn)過程中,溫度是極為重要而又普遍的熱工參數(shù)之一。在環(huán)境惡劣或溫度較高等場合下,為了保證生產(chǎn)過程正常安全地進行,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,以及減輕工人的勞動強度、節(jié)約能源,要求對加熱爐爐溫進行測、顯示、控制,使之達到工藝標準,以傳感

6、器和繼電器為核心設(shè)計的水溫控制系統(tǒng), 在各類民用控制、工業(yè)控制以及航空航天技術(shù)方面，溫度測量和溫度控制得到了廣泛使用。在很多工作場合，元器件工作溫度指標達不到工業(yè)級或普軍級溫度要求，可以通過設(shè)計加溫電路的辦法得以解決。小型、低功耗、可靠性高、低成本的溫度傳感器能完成溫度測量，繼電器對溫度進行控制。水溫控制在生產(chǎn)中及生活中都發(fā)揮著重要的作用，如在一些現(xiàn)代化車間里，生產(chǎn)特殊要求產(chǎn)品加工需要在一定的溫度下才能進行，水產(chǎn)養(yǎng)殖中，也要對水的溫度進行嚴格的控制，才能確保達到最好的效果，在家居生活中，我們同樣力不開水溫的控制，如電加熱飲水機、熱水器、電飯煲等，都要用到水溫控制系統(tǒng)。該設(shè)計一種基于模擬電路的水

7、溫控制系統(tǒng)。要求該系統(tǒng)能夠合理有效的管理和控制外部硬件，達到檢測、監(jiān)測和控制水溫的目的，形成一套水溫控制系統(tǒng)。1.2 水溫控制系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)模擬電路的分立元件具有靈活性大、門檻起點低，適于起步，投資少，成本低，使用方便、直觀等優(yōu)點，在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應用和發(fā)展。在鋼鐵工業(yè)的煉鋼、 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 3 頁 共 23 頁軋鋼過程中也使用了模擬電路的分立元件進行控制，除此之外，石油化工、化肥、塑料、機械制造、紡織、制糖等生產(chǎn)控制過程也大量使用了模擬電路的分立元件。而在航天航空、軍事裝置、航海、交通設(shè)備中，模擬電路的分立元件的應用也越來越普遍。隨著電子計算機不斷發(fā)展，

8、其檔次不斷提高，功能越來越強。它沖擊著人類的方方面面，使其應用領(lǐng)域不斷擴大，廣泛應用于眾多領(lǐng)域中。模擬電路的分立元件的應用領(lǐng)域是無所不至的，大致有幾下幾個方面：在儀器儀表中的應用；在機電一體化中的應用；在實時過程中的應用；在人類生活中的應用，例如電加熱飲水機、熱水器、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、電飯煲等許多家用電器中都模擬元器件，從而增強了功能。模擬元器件用于工業(yè)控制是近年來發(fā)展非常迅速的領(lǐng)域。現(xiàn)在許多自動化的生產(chǎn)車間里，各種參數(shù)，如溫度、壓力、流量等的監(jiān)視及處理都是靠模擬元器件來實現(xiàn)。水溫控制在生產(chǎn)中及生活中都發(fā)揮著重要的作用，如在一些現(xiàn)代化車間里，生產(chǎn)特殊要求產(chǎn)品加工需要在一定的溫度下才能進行

9、；水產(chǎn)養(yǎng)殖中，也要對水的溫度進行嚴格的控制，才能確保達到最好的效果；在家居生活中，我們同樣力不開水溫的控制，如電加熱飲水機、熱水器、電飯煲等，都要用到水溫控制系統(tǒng)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 4 頁 共 23 頁第 2 章設(shè)計內(nèi)容及要求2.1 設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計任務及主要技術(shù)指標2.1.1 設(shè)計內(nèi)容水溫控制電路具有檢測、監(jiān)測和水溫的目的，要使被控制的溫度達到和保持在所設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，同時具有控制水溫的功能的電路。根據(jù)水溫電路的設(shè)計要求，本次的設(shè)計方案是一種由 LM35 溫度傳感器、LM324 集成電路為核心器件構(gòu)成的水溫控制電路。此方案電路的最基本部分是由直流穩(wěn)壓電源、溫度傳

10、感元件、比較電路、放大電路和加熱電路等組成。其中，直流穩(wěn)壓電源是由變壓器、橋氏整流電路、濾波電路和三端集成穩(wěn)壓器 LM7812 和 LM7912 等器件組成；放大電路是由 LM324 集成運放和串聯(lián)負反饋電路組成；比較電路是采用了簡單的單值電壓比較器，最基本元件由 LM324 集成運放；加熱電路選用繼電器實現(xiàn)對水溫的控制，其具有靈敏度較高、響應快、抗干擾能力強等優(yōu)點，且價格低廉，使用壽命較長。由于水溫控制元件工作時要求其加熱電壓相當穩(wěn)定，因而利用 LM78XX 和 LM79XX 三端集成穩(wěn)壓器對水溫控制元件加熱絲進行穩(wěn)壓，使水溫控制器能穩(wěn)定地工作在額定的電壓范圍內(nèi)，使電路省電且可靠性高。如何更

11、快、更準確的控制所需的溫度是溫度控制技術(shù)的關(guān)鍵，該設(shè)計通過對模擬電路的分離元件實現(xiàn)對水溫設(shè)定、顯示、控制。以下是對該設(shè)計方案的介紹。2.1.2 設(shè)計任務及主要技術(shù)指標要求設(shè)計一個溫度控制電路，其主要技術(shù)指標如下：1.測溫和控制溫度2.測量范圍：25oC60oC3.控溫精度：2 oC4.控溫通道輸出為雙向晶閘管或繼電器，一組轉(zhuǎn)換觸點為市電（220V，10A）2.2 設(shè)計思想本設(shè)計要將水溫轉(zhuǎn)化成電信號才能控制。所以采用溫度傳感器來轉(zhuǎn)化溫度，經(jīng)適 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 5 頁 共 23 頁當放大后與設(shè)定的電壓比較，設(shè)定的電壓就代表特定的溫度值。當實際溫度高于設(shè)定溫度時，控制電

12、路停止加熱；當實際溫度低于設(shè)定溫度時，使電路接通加熱。這樣就能自動控制溫度在某個值或小范圍波動。水溫控制系統(tǒng)的電路有很多種，該設(shè)計是基于模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)上的電路本，是通過溫度傳感器將溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號來控制溫度。其原理框架圖如圖 2-1 所示：被測對象溫度傳感器放大器比較器執(zhí)行機構(gòu)圖 2-1 原理框架圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 6 頁 共 23 頁第 3 章單元電路設(shè)計及工作原理3.1 電源電路的設(shè)計 本設(shè)計的電源電路采用固定集成穩(wěn)壓源電路輸出12V 電壓。其電路如圖 3-1 所示：D11N1204CD21N1204CD31N1204CD41N1204CD51N1204

13、CD61N1204CC1180nFC2180nFC3180nFC41uFC51uFV1120 Vrms 60 Hz 0 C882uFC101uFC111uF342100U1LM7812CTLINEVREGCOMMONVOLTAGE6T1TS_PQ4_16U3LM7912CTLINEVREGCOMMONVOLTAGE119780121315+12V-12V圖 3-1 穩(wěn)壓源電路該圖中，由 D1、D2、D3、D4 四個二極管構(gòu)成的橋式整流電路，它利用二極管的單向?qū)щ娞匦裕瑢?220V 的交流電轉(zhuǎn)換成脈動的直流電；C4、C5 為電容濾波，它將整流后的脈動成分濾掉，使之變成比較平滑的直流電； C1、L

14、M7812、C3、C8、LM7912、D5和 C6 構(gòu)成的集成穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓后，LM7812 輸出的是+12V 直流電壓，而 LM7912 輸出的是-12V 直流電壓；的+12V 直流電壓，其中，C1、C2、C3 和 C8 為四個阻值較小的抗干擾電容，用以旁路的 C1、C2 是在輸入導線過長時而引入的高頻信號干擾脈沖，而接在穩(wěn)壓器輸出端的 C3、C8 兩個電容具有改善輸出瞬態(tài)特性和防止電路產(chǎn)生自激振蕩；二極管 D5 和 D6 對集成穩(wěn)壓器起保護的作用。電容 C10、C11 構(gòu)成濾波電路，具有再次濾波作用，用以得到更平穩(wěn)的 12V 直流電壓。3.2 溫度傳感器設(shè)計本設(shè)計采用了 LM35 溫度傳感

15、器。LM35 是 NS 公司生產(chǎn)的集成電路溫度傳感器系列產(chǎn)品之一，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 7 頁 共 23 頁度線性成比例。因而，從使用角度來說，LM35 與用開爾文標準的線性溫度傳感器相比更有優(yōu)越之處常溫下 LM35 不需要額外的校準處理即可達到1/4的準確率。此設(shè)計采用單電源供電，在 25下的靜默電流約 50，非常省電，并且無散熱問題，精度A非常高，并且輸入電壓寬。工作電壓：直流 430V；工作電流：小于 133a；輸出電壓：+6V-1.0V；精度：0.5 oC 精度（在+25時） ；漏泄電流：小于 6

16、0A；例因數(shù)：線性+10.0mV/；非線性值：1/4 oC；使用溫度范圍：-55+150 oC 額定范圍。引腳介紹：1 腳：電源 Vs；2 腳：輸出；3 腳：輸出地/電源地。本設(shè)計選用 LM35 溫度傳感器測試溫度。LM35 的輸出電壓與攝氏溫度呈線性關(guān)系，轉(zhuǎn)換公式為： oC T oCmV/10Vout在 0 oC 時，LM35 的輸出電壓為 0V，每升高 1 oC 輸出電壓增加 10mV,LM35 的外觀如圖 3-2、3-3 所示：圖 3-2 引腳圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 8 頁 共 23 頁3.3 放大電路的設(shè)計3.3.1 LM324 簡介LM324 為四運放集成電

17、路，采用 14 腳雙列直插塑料封裝，其引腳圖和實物圖如圖3-4、3-5 所示：圖 3-4 引腳圖圖 3-5 實物圖表 3-1 LM324 引腳功能表引腳功能引腳功能1輸出8輸出2反向輸入9反向輸入3正向輸入10正向輸入4電源11接地5正向輸入12正向輸入6反向輸入13反向輸入7輸出14輸出LM324 內(nèi)部有四個運算放大器，有相位補償電路。電路功耗很小，LM324 工作電壓范圍寬，可用正電源 330V，或正負雙電源1.5V15V 工作。它的輸入電壓可低 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 9 頁 共 23 頁到地電位，而輸出電壓范圍為 OVcc。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器

18、，除電源共用外，四組運放相互單獨。每一組運算放大器可用如圖所示的符號來表示，它有 5 個引出腳，其中“+” 、 “-”為兩個信號輸入端， “V+” 、 “V-”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相同。LM124、LM224 和 LM324 引腳功能及內(nèi)部電路完全一致。LM124 是軍品，LM224 為工業(yè)品，而 LM324 為民品。由于 LM324 四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等特點，因此它被非常

19、廣泛的應用在各種電路中。3.3.2 放大電路的設(shè)計放大電路由 R1、R2 和 LM324 集成運放組成。其原理圖如圖 3-6 所示：圖 3-6 同相比例放大器的原理圖由上圖所示，由 R1、R2 使集成運放構(gòu)成的電壓串聯(lián)負反饋同相比例放大器電路，輸入信號 Ui直接加到運放的同相輸入端，輸出電壓 Uo 通過 R2 接到反相輸入端，且R、=R1/R2。該電路所控制的溫度是 25 oC 到 60 oC，因而取放大器的放大倍數(shù)為 10 倍（即溫度縮 10 倍） 。由運放的“虛短” “虛斷”的性質(zhì)有： 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 10 頁 共 23 頁ioioiiNPvRRvRvvRvi

20、vv）12211 ( 0由上式，可得：R1=10K；R2=90 K，由于電源電壓為 12V，保持 10 倍放大，則設(shè)定的電壓值與溫度的轉(zhuǎn)換關(guān)系就為 10 倍，比較容易控制和調(diào)節(jié)。實際中取R2=90.9K 。3.4 比較電路的設(shè)計 比較電路是由 LM324、UREF、Ui、R1、R3、R14、穩(wěn)壓二極管 D1、D2 和 Uo組成，其工作原理及圖如下： 圖 3-7 比較電路圖由上圖所示，該電路采用的是簡單的單值電壓比較器。其集成運放工作在開環(huán)狀態(tài)，它的反相輸入端和同相輸入端分別接輸入信號 Ui 和基準電壓 UREF。其中，基準電壓 UREF是由 GND,U1,R9 和滑動變阻器 RW組成，進而與輸

21、入信號 Ui 進行比較，此時，電壓比較器工作在非線性狀態(tài)，輸出電壓只有正或負兩種飽和值，當時， NPv vov=12V，當時，=-12V 。由于比較器的輸出電壓較高，要減小輸出電壓，即在NPvv ov輸出回路加了穩(wěn)壓二極管 D1、D2，起到限幅作用。由運算放大器的“虛短”概念，可 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 11 頁 共 23 頁得：114PNivvvvv所以可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來控制的值。11v圖中的電阻 R9=5K ，是為了控制的最大值不超過 4.3V，即設(shè)定的溫度值不11v超過 48 oC。當滑動變阻器的接入電阻為 0 時：12VRRRv93311取=10K ，R =

22、5K即可達到要求。3R93.5 繼電器的設(shè)計3.5.1 繼電器的簡介繼電器是可以高溫控制低溫的器件，其內(nèi)部構(gòu)造及工作原理如圖 3-8 所示：圖 3-8 內(nèi)部構(gòu)造圖如圖 3-8 所示的繼電器是電磁式繼電器，它一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼

23、電器的 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 12 頁 共 23 頁“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點” ；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點” 。3.5.2 繼電器的設(shè)計當?shù)蛪弘娫炊碎_關(guān)接通后電磁鐵由于電流產(chǎn)生磁性，吸住磁鐵使高壓電源的開關(guān)接通，實現(xiàn)了低壓控制高壓。關(guān)鍵在于怎樣在電路中實現(xiàn)低壓電源端的開關(guān)自動打開和閉合。由于比較器的輸出電壓為12V，就可利用二極管的單向?qū)щ娦?，使之具有自動開關(guān)的作用。通過發(fā)光二極管的熄滅來判斷電路的通斷情況。繼電器電路是由繼電器、發(fā)光二極管，電阻 R1、R2 三極管 Q1 和二極管組成，其電路圖

24、如圖 3-9 所示：圖 3-9 繼電器的電路圖該圖中，Port 端接比較電路的輸出電壓作為此電路的輸入電壓，當輸入電壓為+12V 時，發(fā)光二極管導通；當輸入電壓為-12V 時，發(fā)光二極管截止。接入三極管 Q1的目的是放大電流信號，使繼電器能正常工作。由于發(fā)光二極管的導通電流較大，與三極管的基極電流不匹配，故需要在發(fā)光二極管的負極接一個電阻 R1，與基極電阻并聯(lián)，這樣流入基極的電流就變小，具有限流作用，使三極管能正常工作。一般取 R =10K ，實際的發(fā)光二極管正向?qū)〞r有 2V 的壓降，所以發(fā)光二極管正向?qū)〞r負極的電位約為 10V，流過的電流約為 6mA。三極管的基極電流為 量級，所以與基極

25、并聯(lián)限流電阻 R =2K即可。 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 13 頁 共 23 頁繼電器選取的是額定電壓為 12V 的常開型型號。即在無電流通過繼電器時，繼電器高壓端開關(guān)打開，加熱電路不工作，當有一定的電流通過時，繼電器產(chǎn)生磁性使高壓端開關(guān)閉合。普通二極管 D1 的作用是保護繼電器不因電流反流時燒壞。3.6 加熱電路的設(shè)計加熱電阻是很簡單的加熱器串聯(lián)電路，該電路是由電熱絲、保險絲和繼電器組成，其電路圖如圖 3-10 所示：FU11APortPort電電熱熱絲絲RESLAY-SPSTK?圖 3-10 加熱電路圖當實際溫度高于或等于 25oC 但低于 60oC 時，繼電器常閉觸點

26、閉合，電熱絲發(fā)熱，當實際溫度高于 60oC 時，繼電器的自動控制開關(guān)斷開，電熱絲慢慢冷卻；當冷卻到25oC 時，繼電器的自動控制開關(guān)又閉合，電熱絲又繼續(xù)發(fā)熱，直到 60oC 時，繼電器自動控制開關(guān)又斷開；重復的循環(huán)，使電路接通加熱加熱電路中串聯(lián)保險絲防止電流過大產(chǎn)生危險。Port 端接 220V 市電壓即可。繼電器電路自動控制開關(guān)的閉合。 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 14 頁 共 23 頁第 4 章電路的仿真軟件的介紹本設(shè)計采用的是 Mulitisim10.0 和 ISIS Professional 軟件。4.1 Mulitisim10.0 簡介4.1.1 運行 Muliti

27、sim10.0用鼠標左鍵雙擊桌面上的“Multisim10.0” ，直接進入繪圖的界面，Multisim 窗口界面主要包括以下幾個部分：菜單欄： 系統(tǒng)工具欄： 元器件箱（在界面的最左邊）：儀表工具欄（在界面的最右邊）：4.1.2 元器件箱元器件箱在界面的最左邊按列排放，包括 14 個元器件庫，其中本設(shè)計常用庫包括電源庫、基本元件庫、二極管庫和模擬元件庫，簡介如下： 電源庫：開關(guān)電源/信號源。 基本元件庫：如電阻器、電容器、電感器等常用的元件。 二極管庫：包括各種二極管、閘流體及橋式整流器等。 模擬元件庫：如運算放大器等。 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 15 頁 共 23 頁4.

28、1.3 虛擬仿真儀表儀表工具欄在界面的最右邊按列排放，包括 11 種虛擬儀器，在本設(shè)計的仿真電路的常用儀表為數(shù)字萬用表，簡介如下： 數(shù)字萬用表4.1.4 電子電路的仿真步驟主要包括以下步驟：1.從元器件庫中逐個調(diào)用電路所需的元器件用鼠標左鍵單擊相應的元器件庫符號以打開元器件庫，然后單擊相應的元器件，將元器件拖到窗口界面中的相應位置。2.電路連線用鼠標左鍵分別單擊待連線的兩個管腳，即可實現(xiàn)元件之間的連線。另外在連線過程中當需要節(jié)點時系統(tǒng)將自動形成節(jié)點。此外，連線的顏色也可以指定，只要指向所要改變顏色的連線上，按鼠標右鍵，即可拉出快捷菜單，其中的 Delete 命令可刪除該連線；Color 命令則

29、是設(shè)定該連線的顏色。3.加入測量儀器從右邊的圖符工具欄中將儀器（如萬用表）分別拖到畫面中的相應位置，并將電路的待測量端分別連接到儀器相應的端口上。4.仿真按窗口右上方的開關(guān)即可開始電路仿真。4.2 ISIS Professional 簡介由于我論文要些電路圖來完善，但 Multisim 里有些元器件不齊全，所以我又用了ISIS Professional 這個軟件來繪圖，下面讓我對該軟件做一下簡要的介紹！用鼠標左鍵雙擊桌面上的“ISIS Professional” ，直接進入繪圖的界面，再在左豎方的元件表欄中選擇自己所需的元器件，若沒有找到，就點擊”P” ，輸入自己所需元件的代碼， 四川信息職業(yè)

30、技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 16 頁 共 23 頁即可找到該元件，由若兩種方法都不能找到的話，就點擊左豎方的元件表欄中的畫圖工具，即斜線的圖標，當然，元器件找到后，要連線也用該工具，在 ISIS Professional 里把圖畫好后，就選中該圖，點擊鼠標右鍵，選擇“copy to clipboard”,再放在論文的相應處即可。 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 17 頁 共 23 頁第 5 章電路的仿真與調(diào)試本設(shè)計采用的是 Mulitisim10.0 軟件來進行的仿真。在 Mulitisim10.0 仿真軟件中，連接好原理圖、設(shè)置好參數(shù)和經(jīng)過電氣規(guī)則檢測無誤后實現(xiàn)仿真要求。

31、在水溫控制器仿真中，萬用表的位置連接圖如圖 5-1 所示：U1ALM324AD321141R163.9kR210kR38kR410kR512kR710kU2ALM324AD321141LED1R850kKey=A50%070V312 V V412 V V512 V V612 V 16024XMM1010XMM206R1180MKey=A50%18170R1410k19D202DZ4.7D302DZ4.7202105113圖 5-1 萬用表的位置連接圖電路連接好后，接通穩(wěn)壓電源（先不要接通發(fā)熱電路的電源，注意安全） 。用萬用表測量 LM35 輸出端的電位，設(shè)為 V1，則有10mVVCT1）（ 四

32、川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 18 頁 共 23 頁當打開仿真開關(guān)且未調(diào)節(jié)電位器 R8、R11 時：發(fā)光二極管呈熄滅狀態(tài)，如圖 5-3所示；萬用表 XMM1、XMM2 的讀數(shù)分別如圖 5-2、5-3 所示：圖 5-2 萬用表 XM1 的讀數(shù)LED1圖 5-3 LED 燈熄滅圖 5-4 萬用表 XM2 的讀數(shù) 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 19 頁 共 23 頁當電位器 R8、R11 阻值達到最大，使得發(fā)光二極管恰能點亮。此時，發(fā)光二極管的狀態(tài)如圖 5-7 所示；萬用表 XMM1、XMM2 的電壓值如圖 5-5、5-6 所示： 圖 5-5 萬用表 XM1 的讀數(shù)圖

33、5-6 萬用表 XM2 的讀數(shù) 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 20 頁 共 23 頁LED1圖 5-7 LED 燈亮如圖 5-5、5-6、5-7 所示：調(diào)節(jié)滑動變阻器 R11,萬用表 XM1 測量的是比較器正向輸入端的電壓，其值為 250mV，即溫度是 25oC，調(diào)節(jié)滑動變阻器 R8， 即 XM2 的值為2.503V 時，當比較器的 v為 2.5V 以上時，發(fā)光二極管被點亮，這時，繼電器的開關(guān)P閉合，則加熱電路開始工作，電熱絲發(fā)熱。當電位器 R11、R8 分別調(diào)為 52%、37%時，此時，是發(fā)光二極管點亮的最大電壓值，萬用表 XMM1、XMM2 的讀數(shù)如圖 5-8、5-9 所示

34、：圖 5-8 萬用表 XM1 的讀數(shù) 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 21 頁 共 23 頁圖 5-9 萬用表 XM2 的讀數(shù)溫度傳感器加熱時，測得電壓很快就可以觀察到二極管熄滅，即這時的電壓值如上圖 5-8、5-9 所示：XM1 的值為 601mV，XM2 的值為 6.053V，并能聽到開關(guān)動作的聲音，再測繼電器開關(guān)端電阻，應是無窮大，表明開關(guān)斷開（若接通加熱電路，則加熱電路不工作） 。 四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)第 22 頁 共 23 頁總結(jié)通過這次畢業(yè)設(shè)計，我完成了對水溫控制器中的各個元器件的較深入的理解、知曉了水溫控制器的工作原理，以及進行了對該電路的仿真

35、調(diào)試。畢業(yè)設(shè)計考查了我們的設(shè)計電路，從中我學到了很多東西，但也發(fā)現(xiàn)了許多不足之處，就知識方面來講，我明顯的對以前學過的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教材中的集成運算放大器的應用、電機與電氣的控制教材中的繼電器方面的知識以及傳感器方面的知識的掌握非常欠缺，因此在設(shè)計上的電路中運用就不是想象那樣理想，我的仿真出現(xiàn)了很多問題，如：我仿真用的是 Multisim10.0 軟件，該軟件里面沒有傳感器這個元器件，只能用開關(guān)代替，但在電壓測試過程中，測的電壓和計算的電壓不一致，我請教了相關(guān)老師和同學，最后傳感器應該用電位器代替，除了這些問題之外，我還遇到了一些問題，但我都一一地解決了，同時我也掌握了更多的知識。本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計中用到了 LM35 和 LM324 集成塊，主要運用了模擬電子技術(shù)基