四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)PAGEII目錄摘要 1第1章緒論 21.1設(shè)計(jì)的目的及意義 21.2水溫控制系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài) 2第2章設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 42.1設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo) 42.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 42.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo) 42.2設(shè)計(jì)思想 4第3章單元電路設(shè)計(jì)及工作原理 63.1電源電路的設(shè)計(jì) 63.2溫度傳感器設(shè)計(jì) 63.3放大電路的設(shè)計(jì) 73.3.1LM324簡(jiǎn)介 73.3.2放大電路的設(shè)計(jì) 93.4比較電路的設(shè)計(jì) 103.5繼電器的設(shè)計(jì) 113.5.1繼電器的簡(jiǎn)介 113.5.2繼電器的設(shè)計(jì) 113.6加熱電路的設(shè)計(jì) 12第4章電路的仿真軟件的介紹 144.1Mulitisim10.0簡(jiǎn)介 144.1.1運(yùn)行Mulitisim10.0 144.1.2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 154.2ISISProfessional簡(jiǎn)介 15第5章電路的仿真與調(diào)試 16總結(jié) 20參考文獻(xiàn) 21附錄1整機(jī)電路圖 22附錄2元件明細(xì)表 23第25頁(yè)共23頁(yè)摘要隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水溫控制器的使用范圍也越來(lái)越廣泛，同時(shí)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(shí)用、廣泛和典型的原則，設(shè)計(jì)出以模電和傳感器技術(shù)為設(shè)計(jì)方法，將其他信號(hào)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)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(hù)電路構(gòu)成的水溫控制器，主要采用電壓比較器對(duì)繼電器的控制實(shí)行對(duì)水溫的控制。并且運(yùn)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(shí)，實(shí)現(xiàn)了溫度的測(cè)量以及對(duì)水溫的控制，具有較好的可行性和實(shí)用性。信號(hào)通過(guò)LM35溫度傳感器輸入轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在經(jīng)放大器放大后與設(shè)定的電壓值比較，設(shè)定的電壓就代表特定的溫度值。當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，控制電路停止加熱；當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，使電路接通加熱。這樣就能自動(dòng)控制溫度在某個(gè)值或小范圍波動(dòng)。輸出正電壓或負(fù)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的通斷，間接控制繼電器的工作，實(shí)現(xiàn)溫度控制。本設(shè)計(jì)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、使用壽命長(zhǎng)、具有一定的實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)的水溫控制電路。關(guān)鍵詞LM35溫度傳感器；比較器；繼電器

第1章緒論1.1設(shè)計(jì)的目的及意義電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明是本世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的卓越成就之一，它的出現(xiàn)使科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了一場(chǎng)深刻的革命。特別是自70年代初以來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，出現(xiàn)了組裝計(jì)算機(jī)及微型計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度快，可靠性高，價(jià)格便宜，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防以及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。最常見(jiàn)的就是電子計(jì)算機(jī)代替自動(dòng)控制系統(tǒng)中的常規(guī)控制設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。由于計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的邏輯判斷、計(jì)算和信息處能力，從而使控制技術(shù)達(dá)到新的水平，大大提高了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)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(guò)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(chǎng)合下,為了保證生產(chǎn)過(guò)程正常安全地進(jìn)行,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,以及減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約能源,要求對(duì)加熱爐爐溫進(jìn)行測(cè)、顯示、控制,使之達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn),以傳感器和繼電器為核心設(shè)計(jì)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(cè)量和溫度控制得到了廣泛使用。在很多工作場(chǎng)合，元器件工作溫度指標(biāo)達(dá)不到工業(yè)級(jí)或普軍級(jí)溫度要求，可以通過(guò)設(shè)計(jì)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(cè)量，繼電器對(duì)溫度進(jìn)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(jìn)行，水產(chǎn)養(yǎng)殖中，也要對(duì)水的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，才能確保達(dá)到最好的效果，在家居生活中，我們同樣力不開(kāi)水溫的控制，如電加熱飲水機(jī)、熱水器、電飯煲等，都要用到水溫控制系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)一種基于模擬電路的水溫控制系統(tǒng)。要求該系統(tǒng)能夠合理有效的管理和控制外部硬件，達(dá)到檢測(cè)、監(jiān)測(cè)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(dòng)態(tài)模擬電路的分立元件具有靈活性大、門檻起點(diǎn)低，適于起步，投資少，成本低，使用方便、直觀等優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。在鋼鐵工業(yè)的煉鋼、軋鋼過(guò)程中也使用了模擬電路的分立元件進(jìn)行控制，除此之外，石油化工、化肥、塑料、機(jī)械制造、紡織、制糖等生產(chǎn)控制過(guò)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(yīng)用也越來(lái)越普遍。隨著電子計(jì)算機(jī)不斷發(fā)展，其檔次不斷提高，功能越來(lái)越強(qiáng)。它沖擊著人類的方方面面，使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域中。模擬電路的分立元件的應(yīng)用領(lǐng)域是無(wú)所不至的，大致有幾下幾個(gè)方面：在儀器儀表中的應(yīng)用；在機(jī)電一體化中的應(yīng)用；在實(shí)時(shí)過(guò)程中的應(yīng)用；在人類生活中的應(yīng)用，例如電加熱飲水機(jī)、熱水器、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電飯煲等許多家用電器中都模擬元器件，從而增強(qiáng)了功能。模擬元器件用于工業(yè)控制是近年來(lái)發(fā)展非常迅速的領(lǐng)域?，F(xiàn)在許多自動(dòng)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(lái)實(shí)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(jìn)行；水產(chǎn)養(yǎng)殖中，也要對(duì)水的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，才能確保達(dá)到最好的效果；在家居生活中，我們同樣力不開(kāi)水溫的控制，如電加熱飲水機(jī)、熱水器、電飯煲等，都要用到水溫控制系統(tǒng)。

第2章設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容水溫控制電路具有檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和水溫的目的，要使被控制的溫度達(dá)到和保持在所設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，同時(shí)具有控制水溫的功能的電路。根據(jù)水溫電路的設(shè)計(jì)要求，本次的設(shè)計(jì)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(yùn)放和串聯(lián)負(fù)反饋電路組成；比較電路是采用了簡(jiǎn)單的單值電壓比較器，最基本元件由LM324集成運(yùn)放；加熱電路選用繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制，其具有靈敏度較高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且價(jià)格低廉，使用壽命較長(zhǎng)。由于水溫控制元件工作時(shí)要求其加熱電壓相當(dāng)穩(wěn)定，因而利用LM78XX和LM79XX三端集成穩(wěn)壓器對(duì)水溫控制元件加熱絲進(jìn)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。如何更快、更準(zhǔn)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(jì)通過(guò)對(duì)模擬電路的分離元件實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫設(shè)定、顯示、控制。以下是對(duì)該設(shè)計(jì)方案的介紹。2.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)要求設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制電路，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：1.測(cè)溫和控制溫度2.測(cè)量范圍：25oC～60oC3.控溫精度：±2oC4.控溫通道輸出為雙向晶閘管或繼電器，一組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)為市電（220V，10A）2.2設(shè)計(jì)思想本設(shè)計(jì)要將水溫轉(zhuǎn)化成電信號(hào)才能控制。所以采用溫度傳感器來(lái)轉(zhuǎn)化溫度，經(jīng)適當(dāng)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(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，控制電路停止加熱；當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，使電路接通加熱。這樣就能自動(dòng)控制溫度在某個(gè)值或小范圍波動(dòng)。水溫控制系統(tǒng)的電路有很多種，該設(shè)計(jì)是基于模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)上的電路本，是通過(guò)溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)來(lái)控制溫度。其原理框架圖如圖2-1所示：被測(cè)對(duì)象被測(cè)對(duì)象溫度傳感器放大器比較器執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖2-1原理框架圖

第3章單元電路設(shè)計(jì)及工作原理3.1電源電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)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：圖3-1穩(wěn)壓源電路該圖中，由D1、D2、D3、D4四個(gè)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?20V的交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電；C4、C5為電容濾波，它將整流后的脈動(dòng)成分濾掉，使之變成比較平滑的直流電；C1、LM7812、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(gè)阻值較小的抗干擾電容，用以旁路的C1、C2是在輸入導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)時(shí)而引入的高頻信號(hào)干擾脈沖，而接在穩(wěn)壓器輸出端的C3、C8兩個(gè)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(duì)集成穩(wěn)壓器起保護(hù)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(jì)本設(shè)計(jì)采用了LM35溫度傳感器。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度線性成比例。因而，從使用角度來(lái)說(shuō)，LM35與用開(kāi)爾文標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)處理即可達(dá)到±1/4℃的準(zhǔn)確率。此設(shè)計(jì)采用單電源供電，在25℃下的靜默電流約50，非常省電，并且無(wú)散熱問(wèn)題，精度非常高，并且輸入電壓寬。工作電壓：直流4～30V；工作電流：小于133Μa；輸出電壓：+6V～-1.0V；精度：0.5oC精度（在+25℃漏泄電流：小于60μA；例因數(shù)：線性+10.0mV/℃；非線性值：±1/4oC；使用溫度范圍：-55～+150oC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(jì)選用LM35溫度傳感器測(cè)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：oCToC在0oC時(shí)，LM35的輸出電壓為0V，每升高1oC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3.3放大電路的設(shè)計(jì)3.3.1LM324簡(jiǎn)介L(zhǎng)M324為四運(yùn)放集成電路，采用14腳雙列直插塑料封裝，其引腳圖和實(shí)物圖如圖3-4、3-5所示：圖3-4引腳圖圖3-5實(shí)物圖表3-1LM324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(gè)運(yùn)算放大器，有相位補(bǔ)償電路。電路功耗很小，LM324工作電壓范圍寬，可用正電源3～30V，或正負(fù)雙電源±1.5V～±15V工作。它的輸入電壓可低到地電位，而輸出電壓范圍為O～Vcc。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互單獨(dú)。每一組運(yùn)算放大器可用如圖所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)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(yùn)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(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此它被非常廣泛的應(yīng)用在各種電路中。3.3.2放大電路的設(shè)計(jì)放大電路由R1、R2和LM324集成運(yùn)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(yùn)放構(gòu)成的電壓串聯(lián)負(fù)反饋同相比例放大器電路，輸入信號(hào)Ui直接加到運(yùn)放的同相輸入端，輸出電壓Uo通過(guò)R2接到反相輸入端，且R、=R1//R2。該電路所控制的溫度是25oC到60oC，因而取放大器的放大倍數(shù)為10倍（即溫度縮10倍）。由運(yùn)放的“虛短”“虛斷”的性質(zhì)有：由上式，可得：R1=10K；R2=90K，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(shí)際中取R2=90.9K。3.4比較電路的設(shè)計(jì)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(jiǎn)單的單值電壓比較器。其集成運(yùn)放工作在開(kāi)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(hào)Ui和基準(zhǔn)電壓UREF。其中，基準(zhǔn)電壓UREF是由GND,U1,R9和滑動(dòng)變阻器RW組成，進(jìn)而與輸入信號(hào)Ui進(jìn)行比較，此時(shí)，電壓比較器工作在非線性狀態(tài)，輸出電壓只有正或負(fù)兩種飽和值，當(dāng)時(shí)，=12V，當(dāng)時(shí)，=-12V。由于比較器的輸出電壓較高，要減小輸出電壓，即在輸出回路加了穩(wěn)壓二極管D1、D2，起到限幅作用。由運(yùn)算放大器的“虛短”概念，可得：所以可以通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來(lái)控制的值。圖中的電阻R9=5K，是為了控制的最大值不超過(guò)4.3V，即設(shè)定的溫度值不超過(guò)48oC。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的接入電阻為0時(shí)：取=10K，R=5K即可達(dá)到要求。3.5繼電器的設(shè)計(jì)3.5.1繼電器的簡(jiǎn)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(diǎn)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(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)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(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。3.5.2繼電器的設(shè)計(jì)當(dāng)?shù)蛪弘娫炊碎_(kāi)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(kāi)關(guān)接通，實(shí)現(xiàn)了低壓控制高壓。關(guān)鍵在于怎樣在電路中實(shí)現(xiàn)低壓電源端的開(kāi)關(guān)自動(dòng)打開(kāi)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?dòng)開(kāi)關(guān)的作用。通過(guò)發(fā)光二極管的熄滅來(lái)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(dāng)輸入電壓為+12V時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通；當(dāng)輸入電壓為-12V時(shí)，發(fā)光二極管截止。接入三極管Q1的目的是放大電流信號(hào)，使繼電器能正常工作。由于發(fā)光二極管的導(dǎo)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(fù)極接一個(gè)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(shí)際的發(fā)光二極管正向?qū)〞r(shí)有2V的壓降，所以發(fā)光二極管正向?qū)〞r(shí)負(fù)極的電位約為10V，流過(guò)的電流約為6mA。三極管的基極電流為量級(jí)，所以與基極并聯(lián)限流電阻R=2K即可。繼電器選取的是額定電壓為12V的常開(kāi)型型號(hào)。即在無(wú)電流通過(guò)繼電器時(shí)，繼電器高壓端開(kāi)關(guān)打開(kāi)，加熱電路不工作，當(dāng)有一定的電流通過(guò)時(shí)，繼電器產(chǎn)生磁性使高壓端開(kāi)關(guān)閉合。普通二極管D1的作用是保護(hù)繼電器不因電流反流時(shí)燒壞。3.6加熱電路的設(shè)計(jì)加熱電阻是很簡(jiǎn)單的加熱器串聯(lián)電路，該電路是由電熱絲、保險(xiǎn)絲和繼電器組成，其電路圖如圖3-10所示：圖3-10加熱電路圖當(dāng)實(shí)際溫度高于或等于25oC但低于60oC時(shí)，繼電器常閉觸點(diǎn)閉合，電熱絲發(fā)熱，當(dāng)實(shí)際溫度高于60oC時(shí)，繼電器的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電熱絲慢慢冷卻；當(dāng)冷卻到25oC時(shí)，繼電器的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)又閉合，電熱絲又繼續(xù)發(fā)熱，直到60oC時(shí)，繼電器自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)又?jǐn)嚅_(kāi)；重復(fù)的循環(huán)，使電路接通加熱加熱電路中串聯(lián)保險(xiǎn)絲防止電流過(guò)大產(chǎn)生危險(xiǎn)。Port端接220V市電壓即可。繼電器電路自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)的閉合。

第4章電路的仿真軟件的介紹本設(shè)計(jì)采用的是Mulitisim10.0和ISISProfessional軟件。4.1Mulitisim10.0簡(jiǎn)介4.1.1運(yùn)行Mulitisim10.0用鼠標(biāo)左鍵雙擊桌面上的“Multisim10.0”Multisim窗口界面主要包括以下幾個(gè)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(gè)元器件庫(kù)，其中本設(shè)計(jì)常用庫(kù)包括電源庫(kù)、基本元件庫(kù)、二極管庫(kù)和模擬元件庫(kù)，簡(jiǎn)介如下： 電源庫(kù)：開(kāi)關(guān)電源/信號(hào)源。 基本元件庫(kù)：如電阻器、電容器、電感器等常用的元件。 二極管庫(kù)：包括各種二極管、閘流體及橋式整流器等。 模擬元件庫(kù)：如運(yùn)算放大器等。4.1.3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(jì)的仿真電路的常用儀表為數(shù)字萬(wàn)用表，簡(jiǎn)介如下： 數(shù)字萬(wàn)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(kù)中逐個(gè)調(diào)用電路所需的元器件用鼠標(biāo)左鍵單擊相應(yīng)的元器件庫(kù)符號(hào)以打開(kāi)元器件庫(kù)，然后單擊相應(yīng)的元器件，將元器件拖到窗口界面中的相應(yīng)位置。2.電路連線用鼠標(biāo)左鍵分別單擊待連線的兩個(gè)管腳，即可實(shí)現(xiàn)元件之間的連線。另外在連線過(guò)程中當(dāng)需要節(jié)點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)形成節(jié)點(diǎn)。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(biāo)右鍵，即可拉出快捷菜單，其中的Delete命令可刪除該連線；Color命令則是設(shè)定該連線的顏色。3.加入測(cè)量?jī)x器從右邊的圖符工具欄中將儀器（如萬(wàn)用表）分別拖到畫(huà)面中的相應(yīng)位置，并將電路的待測(cè)量端分別連接到儀器相應(yīng)的端口上。4.仿真按窗口右上方的開(kāi)關(guān)即可開(kāi)始電路仿真。4.2ISISProfessional簡(jiǎn)介由于我論文要些電路圖來(lái)完善，但Multisim里有些元器件不齊全，所以我又用了ISISProfessional這個(gè)軟件來(lái)繪圖，下面讓我對(duì)該軟件做一下簡(jiǎn)要的介紹！用鼠標(biāo)左鍵雙擊桌面上的“ISISProfessional”，直接進(jìn)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(méi)有找到，就點(diǎn)擊”P”，輸入自己所需元件的代碼，即可找到該元件，由若兩種方法都不能找到的話，就點(diǎn)擊左豎方的元件表欄中的畫(huà)圖工具，即斜線的圖標(biāo)，當(dāng)然，元器件找到后，要連線也用該工具，在ISISProfessional里把圖畫(huà)好后，就選中該圖，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“copytoclipboard”,再放在論文的相應(yīng)處即可。第5章電路的仿真與調(diào)試本設(shè)計(jì)采用的是Mulitisim10.0軟件來(lái)進(jìn)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(guò)電氣規(guī)則檢測(cè)無(wú)誤后實(shí)現(xiàn)仿真要求。在水溫控制器仿真中，萬(wàn)用表的位置連接圖如圖5-1所示：圖5-1萬(wàn)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(wàn)用表測(cè)量LM35輸出端的電位，設(shè)為V1，則有當(dāng)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)且未調(diào)節(jié)電位器R8、R11時(shí)：發(fā)光二極管呈熄滅狀態(tài)，如圖5-3所示；萬(wàn)用表XMM1、XMM2的讀數(shù)分別如圖5-2、5-3所示：圖5-2萬(wàn)用表XM1的讀數(shù)圖5-3LED燈熄滅圖5-4萬(wàn)用表XM2的讀數(shù)當(dāng)電位器R8、R11阻值達(dá)到最大，使得發(fā)光二極管恰能點(diǎn)亮。此時(shí)，發(fā)光二極管的狀態(tài)如圖5-7所示；萬(wàn)用表XMM1、XMM2的電壓值如圖5-5、5-6所示：圖5-5萬(wàn)用表XM1的讀數(shù)圖5-6萬(wàn)用表XM2的讀數(shù)圖5-7LED燈亮如圖5-5、5-6、5-7所示：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R11,萬(wàn)用表XM1測(cè)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(dòng)變阻器R8，即XM2的值為2.503V時(shí)，當(dāng)比較器的v為2.5V以上時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，這時(shí)，繼電器的開(kāi)關(guān)閉合，則加熱電路開(kāi)始工作，電熱絲發(fā)熱。當(dāng)電位器R11、R8分別調(diào)為52%、37%時(shí)，此時(shí)，是發(fā)光二極管點(diǎn)亮的最大電壓值，萬(wàn)用表XMM1、XMM2的讀數(shù)如圖5-8、5-9所示：圖5-8萬(wàn)用表XM1的讀數(shù)圖5-9萬(wàn)用表XM2的讀數(shù)溫度傳感器加熱時(shí)，測(cè)得電壓很快就可以觀察到二極管熄滅，即這時(shí)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(tīng)到開(kāi)關(guān)動(dòng)作的聲音，再測(cè)繼電器開(kāi)關(guān)端電阻，應(yīng)是無(wú)窮大，表明開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（若接通加熱電路，則加熱電路不工作）。

總結(jié)通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我完成了對(duì)水溫控制器中的各個(gè)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(jìn)行了對(duì)該電路的仿真調(diào)試。畢業(yè)設(shè)計(jì)考查了我們的設(shè)計(jì)電路，從中我學(xué)到了很多東西，但也發(fā)現(xiàn)了許多不足之處，就知識(shí)方面來(lái)講，我明顯的對(duì)以前學(xué)過(guò)的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教材中的集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用、電機(jī)與電氣的控制教材中的繼電器方面的知識(shí)以及傳感器方面的知識(shí)的掌握非常欠缺，因此在設(shè)計(jì)上的電路中運(yùn)用就不是想象那樣理想，我的仿真出現(xiàn)了很多問(wèn)題，如：我仿真用的是Multisim10.0軟件，該軟件里面沒(méi)有傳感器這個(gè)元器件，只能用開(kāi)關(guān)代替，但在電壓測(cè)試過(guò)程中，測(cè)的電壓和計(jì)算的電壓不一致，我請(qǐng)教了相關(guān)老師和同學(xué)，最后傳感器應(yīng)該用電位器代替，除了這些問(wèn)題之外，我還遇到了一些問(wèn)題，但我都一一地解決了，同時(shí)我也掌握了更多的知識(shí)。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)