数字式电调温度控制器.docVIP

绍兴文理学院电子设计竞赛 2012年6月5日 作者：郭鹏程 程攀 邵美才 可调温度控器 【大二组】 目录： TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc329954907 目录： PAGEREF _Toc329954907 \h 2 HYPERLINK \l _Toc329954908 摘要 PAGEREF _Toc329954908 \h 3 HYPERLINK \l _Toc329954909 1.方案设计与论证 PAGEREF _Toc329954909 \h 4 HYPERLINK \l _Toc329954910 2.理论计算与分析 PAGEREF _Toc329954910 \h 4 HYPERLINK \l _Toc329954911 1.加热电阻功率10%~90%连续可调部分： PAGEREF _Toc329954911 \h 5 HYPERLINK \l _Toc329954912 3.电路图 PAGEREF _Toc329954912 \h 7 HYPERLINK \l _Toc329954913 4.测试方法与测试数据 PAGEREF _Toc329954913 \h 10 HYPERLINK \l _Toc329954914 5.对测试结果分析总结 PAGEREF _Toc329954914 \h 10 摘要 本设计利用1N4148二极管的正面压降守温度影响的特性，来检测电路加热器的温度是否超过最大值；再通过最大温度值对应的二极管正面压降与一定值压降比较，若加热器温度达到最大值，则比较器输出高电平，比较器的输出接场效应管（IRF540）来控制电路的导通与断开，同时实现加热器功率连续可调并有八档循环控制与显示。模拟小汽车乘员使用的加热座椅垫功能。 关键词 占空比；PN结；比较器；555多谐振荡器；4051；40161；4511；LM324 1.方案设计与论证 方案一： 一个八选一模拟开关CD4051控制电路输出电压改变，功率电阻两端电压八档变化。串联滑动变阻器接入电路控制功率电阻连续变化。一个四位二进制同步计数器CD40161和一个BCD—7段锁存译码驱动器CD4511通过按键（档位控制）间断闭合使一个共阴7段数码管显示0~7数字实现八档数字显示。 方案二： 555多谐振荡器和电位器通过调节输出电压的占空比使加热电阻的功率从10%~90%可调。一个八选一模拟开关CD4051分别对应电阻接入控制555多谐振荡器输出电平占空比使加热电阻的功率1~8档循环调节。一个四位二进制同步计数器CD40161和一个BCD—7段锁存译码驱动器CD4511通过按键（档位控制）间断闭合使一个共阴7段数码管显示0~7数字实现八档数字显示。方案二符合设计要求。 2.理论计算与分析 电阻超温按键改变阻值555充电时间变化电路断路调节电位器阻值占空比改变电阻功率改变占空比改变555充电时间变化 电阻超温 按键改变阻值 555充电时间变化 电路断路 调节电位器阻值 占空比改变 电阻功率改变 占空比改变 555充电时间变化 1.加热电阻功率10%~90%连续可调部分： ①利用一个555多谐振荡器和电位器通过调节输出电压的占空比使加热电阻的功率从10%~90%可调。 ②由于电路中D1，D2的单向导电特性，使电容C的充放电回路分开，调节电位器，就可调节多谐振荡器的占空比。 VCC通过RA、Ra、D1向电容C充电，充电时间为 tPH≈0.7(RA +Ra)C 电容器C通过D2、RB、Rb及555中的三极管放电，放电时间为 tPL≈0.7(RB +Rb)C 电压输出的占空比为 q(%)=(RA +Ra)/( RA+ RB+ Ra+ Rb) ×100% 通过调节滑动变阻器改变Ra，Rb改变占空比。 2.加热电阻功率1~8档循环调节部分 ① 利用一个八选一模拟开关CD4051分别对应电阻接入控制555多谐振荡器 输出电平占空比使加热电阻的功率1~8档循环调节。 ②模拟开关CD4051的介绍 CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址 码ABC来决定。 ③调节原理 按键后，CD4051模拟开关选择不同电阻接入改变555多谐振荡器充放电时间，在同一个周期内加热时间增长，工作电阻功率改变。 3.1~8档循环调节档位指示部分 ①利用一个四位二进制同步计数器CD40161和一个BCD—7段锁存译码驱动器CD4511通过按键（档位控制）间断闭合使一个共阴7段数码管显示0~7数字实现八档数字显示。 ②四位二进制同步计数器CD40161 本部分显示0~7显示，采用高位置零实现循环显示。前