摘要
本次课程设计的主要目的是用电子电路设计与实验热水锅炉温度控制器。让其实现在6-23时内85℃以下一、二号炉开始工作并报警， 105℃以上一、二号炉停止工作并报警，冷却至95℃一号炉开始工作，且在此期间用LED显示温度和工作时间。本次主要用到的方法是用电压比较器实现模-数转换、用计数器实现控制电路和记录工作时间、用一系列的门电路实现一定的逻辑功能；借助Mulitisim软件进行电路仿真，再在实验室连接元器件实现设计要求。设计的结果是可以让一、二号炉在特定的温度和时间下按规定工作，同时温度显示和记录工作时间来辅助控制器的工作。有效的控制锅炉工作大大提高了生产效率，也可以起到控温的作用，在实际生活中有重要的实践意义。
关键词：锅炉；温度；计时；运算电路。
Abstract
The main purpose of this course design is to use hot water boiler temperature control electronic circuit design and experiment. Let actually within 6-23 now below 85 ℃furnace no. 1 and no. 2 to start working and call the police, above 105 ℃furnace no. 1 and no. 2 to stop work and report to the police, cooled to 95 ℃furnace number one begins to work, and during this period, with LED display temperature and time to work. The mainly used method is to use voltage comparator implementation mode - several transformations, counter is used to implement control circuit and record the working time, a series of gate is used to implement logic function; In the laboratory using Mulitisim circuit simulation software, and then connect components to achieve the design requirements. Design results can make furnace no. 1 and no. 2 under certain temperature and time to work according to regulations, at the same time temperature display and record the working time to assist the work of the controller. Effective control of boiler work has greatly increased the production efficiency, also can have the effect of temperature control, has important practical significance in real life.
Keywords: Boiler; Temperature; Timing; Operation circuit.
目录
一设计任务概概述 (1)
二设计方案论证及方框图 (1)
1 设计方框图 (1)
2 在实现电路时可以有多种方案 (3)
三电路组成及工作原理 (5)
1 抑制共模信号电路和二阶低通滤波器 (5)
2 反向求和运算电路 (6)
3 同向比例运算电路 (6)
4 电压比较器 (6)
5 锅炉工作电路 (7)
6 多谐振荡器 (8)
7 计时电路 (8)
8 工作时间计时电路 (9)
9 温度显示电路 (9)
10报警电路 (10)
四电路元器件选择与计算 (11)
1 选择一系列由运算放大器组成的电路处理信号源，
而未做一个“直流电源”电路 (11)
2 选择四个电压比较器而未选择一个ADC转换器 (11)
3 模拟电路中器材选用、计算及接线管脚图 (12)
4 数字电路中器件的选择及接线管脚图 (12)
五安装与调试 (13)
1 安装 (13)
2 测试方案 (13)
3 调试过程 (14)
4 调试中发现的问题及解决措施 (14)
六指标测试 (15)
1 模拟电路部分测试 (15)
2 数字电路部分测试 (17)
3 整体电路功能测试 (20)
结论 (21)
参考文献 (22)
附录一 (23)
附录二 (24)
一设计任务概述
设计并制作一个热水锅炉温度控制器。热电偶检测到的东排、中排和西排三点温度输入控制器，再通过电压传感器，将测量的85-105℃转换为对应电信号6-12mV。要求当在一定的工作时间内（早6:00到晚11:00），通过温度的变化控制一、二号炉工作，且能在特定的温度下进行报警；同时，需要将温度和报警时间用LED显示；同时，需要实现反应时间计时显示、启停温度可设定、报警和温度及工作时间的存储功能。
（1）当温度低于85℃时，报警且一、二号炉启动，对应电压传感器输出的电压6mv;
（2）当温度高于105℃时，报警且一、二号炉停止启动，对应电压传感器输出电压12mv;
（3）当温度高于95℃时，只有一号炉工作，对应电压传感器输出电压9mv。二设计方案方框图及论证
1 设计方框图
综合各种元器件的优缺点，并根据本设计要求及性能指标，兼顾可行性、可靠性和经济性等各种因素，确定整体框架如图1所示。它由信号处理与放大电路、锅炉工作电路、报警电路、LED显示温度电路、LED显示工作时间电路、计时电路五部分组成。
图1 热水锅炉温度控制器原理方框图
内蒙古工业大学课程设计说明书
图2 热水锅炉温度控制器设计流程图
2
2 在实现电路时可以有多种方案
方案一：在信号处理与放大电路中，首先分别在三输入电压传感器后加抑制共模信号电路，来抑制传感器输出信号的共模干扰，再加二阶低通滤波电路，滤去毫伏级信号中的高频部分及“杂质”，后接反向求和电路实现三输入毫伏级电压的加和。由于锅炉工作电路输入电压范围的需要，再在反向求和电路后加同向比例放大电路，以上的输出电压可供后续工作电路有效使用。
以上构想虽精确、误差较小但是实现性、经济性不高。在仿真及实测过程中，采用先反向求和再抑制共模信号、滤高频信号（采用二阶低通滤波电路），再放大；可以起到减少器件、增强可行性的作用。
在让锅炉工作电路部分可以采用电压比较器来实现，具体到可以用单限比较器、滞回比较器、窗口比较器。考虑到性能、可靠性、实现的难易程度、经济性等问题，最后确定用三个单限比较器来完成锅炉工作电路，额外加一个单限比较器实现LED温度显示电路。
在计时电路和LED显示工作时间电路可以用555定时器输出脉冲、可预置BCD异步清除计数器，TTL门电路等来实现锅炉早六点到晚十一点工作、一、二号炉工作时间记录。
报警电路部分可以用555定时器和窗口比较器来实现。
表1 方案一材料表
方案二：信号处理与放大电路不变；
锅炉工作电路中先用ADC模-数转换器使不同的电压对应不同的数字信号，再用数据选择器或是3-8译码器来输出Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6控制一、二号炉工作和LED显示温度；
在计时电路和LED显示工作时间电路用晶振器代替555定时器提供脉冲信号；
报警电路中可以运用功率放大电路实现5V,1W,结合电压比较器、TTL门电路报警；或是用一定参数的继电器实现规定电压、功率内报警。
表2 方案二材料表
确定实验方案：方案一：元器件总价：96.06元；方案二：元器件总价：109.88元。方案一更经济。
如果用模数转换器，此课题总共需转换8位，一般DAC转换器有16位。造成浪费。如果用电压器直接就可以实现模数转换直接明了，输出结果0或1，经济且可行性强。
晶振器也可以提供脉冲，和555定时器相比价格高，但是精确。工作启停时间的精确个人认为较次要。
不用继电器和功率放大器也可以实现报警，而且电路简单好控制。同时，方案一相对方案二所用器件较少。
经过比较，最终选择方案一。
三电路组成及工作原理
热水锅炉温度控制器的总原理图如图：
图3 热水锅炉温度控制器的总原理图
1 抑制共模信号电路和二阶低通滤波器
图4 抑制共模信号电路和二阶低通滤波
两部分电路都起到滤信号“杂质”的功能；
在电子信息系统中，通过传感器或其他途径所采集的信号往往很小，不能直接进行计算、滤波的处理，必须进行放大。而且，从传感器所获得的信号通常为差模小信号，并含有较大共模部分，其数值有时远大于差模信号，所以要抑制共模信号，所以要设计具有放大功能，就要具有高输入电阻和高共模抑制比。参数与仿真图中对应为 R f=R3=R4=0.5K;R1=R2=R=0.5K;R5=R7=R1;R2=R6；放大倍数为15；Uo=-R f/R*(1+2R1/R2)*Ui。
温度经传感器后会有一部分交流信号，为获得直流电压信号还要对信号进行低通滤波处理，因为要获得毫伏级信号所以要用低通滤波器，其截止频率为0.37/2πRC,约等于70HZ,且通带放大倍数约为1。
2 反向求和运算电路
反向求和运算电路的多个输入信号均作用在集成运放的反相输入端，根据虚短、虚断的原则Up=Un,Uo=Uo1+Uo2+Uo3=-Rf/R1*Ui1-R f/R2*Ui2-R f/R3*U i3；若R f=R1=R2=R3=100K，则Uo=-U i1-U i2-U i3.其中R8=R4//R5//R6//R7.
图5 反向求和电路
3 同向比例运算电路
电路引入电压串联负反馈，根据虚短、虚断的原则Un=Up=U i,计算得Uo=（1+R f/R）*U i，但是同向比例运算电路中的集成运放有共模输入，所以为了提高运算精度，应当选择高共模抑制比的集成运放。有误差，放大8倍。
图6 同向比例运算电路
4 电压比较器
电压比较器分为单限比较器、滞回比较器、窗口比较器，本电路运用的是单限比较器，在报警电路会用到窗口比较器。单限比较器电路只有一个阈值电压，输入电压U I逐渐增大或减小过程中，当通过U T时，输出电压U0产生跃变，从高电平U oh跃变为低电平U ol，或者从U ol跃变为U oh。实验中设计的电路中有四个单限电压比较器，计算出相应的阈值电压，连接电路。在分别低于85℃,95℃,105℃，110℃时输出高电平信号，高于时则相反。以此来控制门电路，使得1、2号炉在要求的条件下工作。
图7 电压比较器
5锅炉工作电路
图8 锅炉工作电路原理图
（1）确定阈值电压
三个输入端的电压范围都为6mv-12mv，85℃对应6mv，95℃对应9mv，105℃对应12mv，经求和后的电压范围为18mv-36mv，经抑制共模信号电路和同向比例放大电路放大120倍后为2.16V、3.24V、4.32V,由于期间滤波电路造成一定的误差，最后由万用表测得的电压为2.18V、3.26V、4.34V。则1、2、3电压比较器的阈值电压为2.18V，3.26V，4.34V。
（2）一、二号炉工作电路
当1号电压比较器的输入电压低于2.18V即此时温度低于85℃输出高电平，低于85℃输出低电平。其他两个电压比较器同理。当温度低于85℃时，三个电压比较器输出111，一、二号炉启动；当温度高于95℃时，三个电压比较器输出011只有一号炉工作；当温度高于105℃时，三个电压比较器输出001，一、二号炉停止启动。设三个电压比较器输出分别为A、B、C。
X1=A+B+B’C; X2=ABC. 即X1、X2可以与A、B、C建立一定的逻辑关系。
6 多谐振荡器
多谐振荡器计算电路中电阻和电容的
数值使其输出时脉冲为时间控制和存
储电路提供时脉冲。T=(R1+2R2)C1ln2
图9 多谐振荡器
7 计时电路
图10 计时电路
用555定时器接成多谐振荡器来用来提供脉冲。用两个74LS160连接，输出24进制（0-23）并循环。用一系列的TTL门电路连接让其在6-23时输出高电平。将输出端与一、二号炉（X1，X2）用与门连接即可实现定时工作。
8 工作时间计时电路
与计时电路中的多谐振荡器相连，即与计时电路有相同的脉冲。将两个74LS160连接，输出100进制（0-99）并循环，当一或二号炉启动时给工作时间计时电路输入“1”信号让其工作。
图11 工作时间计时电路原理图
9 温度显示电路
图12 温度显示电路原理图
图13 LED显示结果
（1）当温度低于85℃时，四个电压比较器输出1111（1表示高电平，0表示低电平），令LED显示085(即三个LED的12端输入为：000010000101)；（2）当温度高于85℃低于95℃时，四个电压比较器输出0111，令LED显示095（即三个LED的12端输入为：000010010101）；
（3）当温度高于95℃低于105℃时，四个电压比较器输出0011，令LED显示105（即三个LED的12端输入为：000100000101）；
（4）当温度高于105℃，四个电压比较器输出0001，令LED显示110（即三个LED的12端输入为：000100010000）.
而三个LED的12个输入端对应的5个输入端(第五个输入端与第四个输入端相等)，存在0/1两种变化结果，设000WX00Y0Z0Z’，设四个电压比较器输出分别为A、B、C、D(如图9所标注)。
表3 W、X、Y、Z、Z’与A、B、C、D的逻辑关系
续表3 W、X、Y、Z、Z’与A、B、C、D、的逻辑关系
W=A’B’CD+A’B’C’D=A’B’D;
X=ABCD+A’BCD=BCD;
Y=A’BCD+A’B’C’D;
Z=Z’=ABCD+A’BCD+A’B’CD.=BCD+A’B’CD.
即W、X、Y、Z、Z’可以与A、B、C、D建立一定的逻辑关系。
10 报警电路
图14 报警电路原理图图15 窗口比较器传输特性由以上两图可知，当Ui<2.18时，即此时温度低于85℃，Uo1=-Uom,
Uo2=+Uom使二极管D2导通，D1截止，Uo=+Uz。当Ui>4.34V时，此时温度高于105℃，Uo1=+Uom, Uo2=-Uom使二极管D1导通，D2截止，Uo=+Uz。当2.18V
且蜂鸣器发出“嘟嘟嘟”声响。
四电路元器件选择与计算
1 选择一系列由运算放大器组成的电路处理信号源，而未选择
做一个“直流电源”电路
在此课题的设计中，需要稳定的直流电源供电。所以对经过传感器后的电压进行处理十分必要，在两种方案进行选择时，对直流电源进行了全面的了解和仿
真、实测的测试。一方面，直流电源由电源变压器、整流电路将交流电压转换为直流电压，且为了减小电压的脉动再接低通滤波电路、稳压电路，从而达到转换为稳定直流电压的效果，我认为事实上还不能直接进行使用，还要抑制电路中的共模信号等。一系列的电路组合到一起既经济不实惠，可行性也不强。另一方面，直流电源对于电压相对较高的，频率较低的交流信号能起到效果明显的转换为稳定的直流电压的作用，但是对毫伏级、频率低的小电压来说效果不明显，在仿真过程中万用表中显示的电压很小，示波器中也不好看出实验的波形效果，所以直流电源不适合此课题使用。
2 选择四个电压比较器而未选择一个ADC转换器
ADC转换器的转换速度快，精度高。但是成本高、功耗大，所用元件数量随ADC转换器的位数的增加以几何级数上升，针对此课题，ADC转换器需要8位即可，可是一般的ADC转换器都是16位。经过实测和仿真，发现电压转换器的模数转换功能也不慢，同时成本低，功耗小。扬长避短选择电压比较器。
3 模拟电路中器材选用、计算及接线管脚图
图 16 模拟电路部分原理图
第一部分：R f=R1=R2=R3=100K，Uo=-U i1-U i2-U i3.其中R8=R4//R5//R6//R7;
第二部分：R f=R3=R4=0.5K;R1=R2=R=0.5K;R5=R7=R1;R2=R6；
Uo=-R f/R*(1+2R1/R2)*Ui。放大倍数为15;
第三部分：通带放大倍数为1;
第四部分：Uo=（1+R f/R）*U i，Uo/ U i=8;放大8倍。
4 数字电路中器件的选择及接线管脚图
（1）逻辑门器件的选择
74LS00是集成的4个与非门芯片，74LS08是集成的4个与门芯片，74LS32
是集成的4个或门芯片，我们可以根据我们模拟电路中对这些门的需要，进行选择。
（2）74LS160可预置BCD异步清除计数器
74LS160是中规模集成同步十进制加法计数器，具有异步清零和同步预置数的功能。使用74LS160通过置零法或置数法可以实现任意进制的计数器。
A.异步清零：当R’D＝0时，Q0＝Q1＝Q2＝Q3＝0。
B.同步预置：当L’D＝0时，在时钟脉冲CP上升沿作用下，Q0＝D0，Q1＝D1，
Q2＝D2，Q3＝D3
C.锁存：当使能端EP.ET＝0时，计数器禁止计数，为锁存状态。
D.计数：当使能端EP＝ET＝1时，为计数状态。
（3）555定时器
NE555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。
五安装与调试
1 安装
（1）将电路原理图打印到A4纸上；
（2）到实验室按照从小到大分部分进行连接，先局部再整体。
2 测试方案
（1）模拟电路部分测试
a)测试电压反向求和单元
用三个毫伏级电压信号接入，测量输出电压信号的伏值，判断是否符合电压求和的要求：Uo=-U i1-U i2-U i3。
b)测试抑制共模信号单元和同向比例放大单元的放大倍数
设定一个合适的参考电压，改变输入端的电压值，测量输出端的电压情况。记录输出端的电压值，从而判断其电压放大倍数是否与计算的理论值一致或是相差较小，输出是否在标准的电压范围之内（0~5V）。
c)测试电压比较器单元
用三个电压比较器，且为这三个电压比较器设置不同的阈值，分别为1V,2V,3V.由一个输入端并联连接且连接1K的上拉电阻，三个输出端分别接发光二极管。输入若干个在0~5V之内的电压值，通过调节输入电压看发光二极管的亮灭变化是否与理论结果一致。
（2）数字电路部分测试
a)测试温度显示单元
手动操作四个高低电平，模拟电压比较器输出的0/1结果。通过一系列的门电路连接之后，在7段数码显示管上显示相应的温度数字。理论上:当输入1111时显示85,0111时显示95,0011时显示105,0001时显示110.
b)测试一、二号炉工作单元
此部分与温度显示单元在同一电路板上完成，本应对应三个高低电平，但由于测试温度显示单元的需要则手动操作四个高低电平，模拟电压比较器输出的0/1结果。通过一系列的门电路连接之后，A、B两个发光二极管按逻辑电平的状态亮灭，理论上:当输入1111时A、B都亮,0111时A亮,0011时A亮,0001时
A、B都不亮.
3 调试过程
（1）测试电压反向求和单元
先在电路板上用万用表调出若干个较小的电压值，再通过此单元电路用万用表测其输出电压值。多次改变输入电压，多测几组数值，得出平均电压。（2）测试抑制共模信号单元和同向比例放大单元的放大倍数
先在电路板上用万用表调出若干个较小的电压值，再通过此单元电路用万用表测抑制共模信号单元的输出电压值和同向比例放大单元的输出电压值。多次测量求平均值。
（3）测试电压比较器单元
测量一次即可，通过改变高低电平看发光二极管的亮灭情况。
（4）测试温度显示单元和一、二号炉工作单元
通过改变四个高低电平来观察7段数码显示管上显示相应的温度数字和发光二极管的亮灭情况。
4 调试中发现的问题及解决措施
（1）在测试温度显示单元和一、二号炉工作单元时将整个电路连好后不能得出正确的实验结果，由于电路复杂、连接紧密又不能很好的修改。再一次重新连接分部来进行，先连第一个LED，通过调节高低电平无误后再往下进行实验可大大提高实验效率和准确度。
（2）在连接时间控制电路时，只有当计数器输出6-19时输出高电平信号，在仿真中应该为6-23输出高电平信号。这是由于两个十进制计数器其中高位QC
端接的输出端过多，电压分压太多，不能为连接他的门器件提供足够的电压，
使得本应接入的高电平变为低电平。继而是以后的电路产生不符合预期的输
出。设计一个电压跟随器接入即可解决。
六指标测试
1 模拟电路部分测试
总原理图：
图17 模拟电路部分原理图
（1）测试电压反向求和单元
表4 反向求和运算电路
（2）测试抑制共模信号单元和同向比例放大单元的放大倍数
表5 抑制共模信号电路和同向比例放大电路
（3）测试电压比较器单元
表6 电压比较器电路
整体连接实测图：
逻辑关系111，一、二、三灯都亮
逻辑关系011,二、三灯亮
逻辑关系001，三灯亮 逻辑关系000，一、二、三灯都不亮
图18 模拟电路部分实测结果
（注：三个发光二极管从左到右一次对应三、二、一号灯；此电路图包括反向求和运算电路、
温度控制器的设计与制作 一、功能要求 设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。当室内温度大于等于设定温度时，控制器断 ?时，控制器接通电加热设备。 开电加热设备；当室内温度比设定温度小2C 控温范围：0~51C? 控温精度：≤1C? 二、硬件系统设计 1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。 （1）单片机及看门狗电路 根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L） （2）温度检测电路 温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。 （3）控制输出电路 控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。 （4）键盘电路 键盘共有四个按键，分别是S1（设置）、S2（+）、S3（-）、S4（储存）。通过键盘来设置室内应达到的温度，键盘采用中断方式控制。 （5）显示电路 显示电路由两位E10501_AR数码管组成，由两片74LS164驱动，实现静态显示，74LS164所需的串行数据和时钟由单片机的P3.0和P3.1提供。对于学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用串行口工作于方式0，即同步移位寄存器的输出方式，通过串行口输出显示数据（实时温度值或设置温度值）；对于没学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用模拟串行口的输出方式，实现显示数据的串行输出。 （6）设置温度存储电路 为了防止设定温度在电源断电后丢失，此设计加入了储存电路，储存器选用具有I2C总线功能的AT24C01或FM24C01均可。每次通过键盘设置的室内设定温度都通过储存器储存起来，即使是电源断电，储存器存储的设定温度也不丢失，在电源来电后，单片机自动将设
基于PLC的锅炉温度控制系统 作者姓名xxx 专业自动化 指导教师姓名xxx 专业技术职务讲师
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1课题背景及研究目的和意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3项目研究内容 (4) 第二章 PLC和组态软件基础 (5) 2.1可编程控制器基础 (5) 2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5) 2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 ··············错误！未定义书签。 2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7) 2.2组态软件的基础 (8) 2.2.1组态的定义 (8) 2.2.2组态王软件的特点 (8) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (8) 第三章 PLC控制系统的硬件设计 (9) 3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9) 3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (9) 3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9) 3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (10) 3.2 PLC的选型和硬件配置 (11) 3.2.1 PLC型号的选择 (11) 3.2.2 S7-200CPU的选择 (12) 3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (12) 3.2.4 热电式传感器 (12) 3.2.5 可控硅加热装置简介 (12) 3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (13) 3.4 PLC控制器的设计 (14) 3.4.1 控制系统数学模型的建立 (14)
3.4.2 PID控制及参数整定 (14) 第四章 PLC控制系统的软件设计 (16) 4.1 PLC程序设计的方法 (16) 4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (17) 4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (17) 4.2.2 计算机与PLC的通信 (18) 4.3 程序设计 (18) 4.3.1程序设计思路 (18) 4.3.2 PID指令向导 (19) 4.3.3 控制程序及分析 (25) 第五章组态画面的设计 (29) 5.1组态变量的建立及设备连接 (29) 5.1.1新建项目 (29) 5.2创建组态画面 (33) 5.2.1新建主画面 (33) 5.2.2新建PID参数设定窗口 (34) 5.2.3新建数据报表 (34) 5.2.4新建实时曲线 (35) 5.2.5新建历史曲线 (35) 5.2.6新建报警窗口 (36) 第六章系统测试 (37) 6.1启动组态王 (37) 6.2实时曲线观察 (38) 6.3分析历史趋势曲线 (38) 6.4查看数据报表 (40) 6.5系统稳定性测试 (42) 结束语 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45)
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
姓名XXX 班级1108301 学号xx 实验日期节次 9-11 教师签字成绩 四人无弃权表决电路 1.实验目的 1）掌握74LS20的逻辑功能和使用方法； 2）通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析与设计方法。 2.总体设计方案或技术路线 设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过，即三人以上包括三人)，用74LS20来实现。 1）根据任务的要求，设计电路； 2）用代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3）根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件（与、或、非）构成电路； 4）最后，用实验来验证设计的正确性。 3.实验电路图 1）ABCD输入端，接数据开关；Z输出端接电平指示器; 2）改变ABCD的组态，记录Z的变化，验证逻辑函数的功能及设计的正确性。 4. 仪器设备名称、型号
1）实验箱 1台2）双踪示波器 1台3）双路直流稳压电源 1台4）数字万用表 1只5）74LS20 3片5.理论分析或仿真分析结果 74LS20管脚图： 逻辑关系式： C AB D Z=ABC+BCD+ACD+ABD=AB BCDACD 逻辑图：
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）真值表： A B C D F 00000 00010 00100 00110
7.实验结论 由真值表可知，四人无弃权表决电路设计成功，实现了预期功能。
8.实验中出现的问题及解决对策 实验过程中由于有五个与门，而每个74LS20可实现两个与门，故线路连起来相当复杂，容易混淆，故在连接电路时安排好位置，标记好引脚和接头。 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 此次设计是对经典四人表决电路的一次创新，利用书本上的知识和以前类似实验的设计思路进行了此次实验，锻炼了实践能力，熟悉了组合逻辑电路的设计方法。 这次的实验绝对原创的，是对以前做过的实验的一次创新，复杂了不少，锻炼了能力。 10．参考文献 [1]电工学实验教程/王宇红主编.——北京：机械工业出版社，（重印）
目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9)
第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。
1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。
第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下：
基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证
二端口网络参数的测定 一、实验目的 1．加深理解双口网络的基本理论。 2．学习双口网络Y 参数、Z 参数及传输参数的测试方法。 3．验证二端口网络级联后的传输参数与原二端口网络传输参数的关系。 二、原理说明 1．如图2-12-1所示的无源线性双口网络，其两端口的电压、电流四个变量之间关系，可用多种形式的参数方程来描述。 图2-12-1 （1）若用Y 参数方程来描述，则为 ()()()()，即输入端口短路时令，即输入端口短路时令，即输出端口短路时令，即输出端口短路时令其中0I 0I 0I 0I 12 2 2212 1 1221 2 2121 1 1122212122121111== ======+=+=U U Y U U Y U U Y U U Y U Y U Y I U Y U Y I 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电压，令输出端口短路，根据上面的前两个公式即可求得输入端口处的输入导纳Y 11和输出端口与输入端口之间的转移导纳Y 21。 同理，只要在双口网络的输出端口加上电压，令输入端口短路，根据上面的后两个公式即可求得输出端口处的输入导纳Y 22和输入端口与输出端口之间的转移导纳Y 12。 （2）若用Z 参数方程来描述，则为
()()()()，即输入端口开路时令，即输入端口开路时令，即输出端口开路时令，即输出端口开路时 令其中 0U Z 0U Z 0U Z 0U 12 2 2212 1 1221 2 212111122212122121111== ======+=+=I I I I I I I I Z I Z I Z U I Z I Z U 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电流源，令输出端口开路，根据上面的前两个公式即可求得输出端口开路时输入端口处的输入阻抗Z 11和输出端口与输入端口之间的开路转移阻抗Z 21。 同理，只要在双口网络的输出端口加上电流源，令输入端口开路，根据上面的后两个公式即可求得输入端口开路时输出端口处的输入阻抗Z 22和输入端口与输出端口之间的开路转移阻抗Z 12。 （3）若用传输参数（A 、T ）方程来描述，则为 ()()()()，即输出端口短路时令，即输出端口开路时令，即输出端口短路时令，即输出端口开路时令其中0I D 0I C 0U B 0U A 221s 220 10 221s 220 10 221221=-= ===-===-=-=U I I U U I I U DI CU I BI AU U s s 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电压，令输出端口开路或短路，在两个端口同时测量电压和电流，即可求出传输参数A 、B 、C 、D ，这种方法称为同时测量法。 2．测量一条远距离传输线构成的双口网络，采用同时测量法就很不方便，这时可采用分别测量法，即先在输入端口加电压，而将输出端口开路或短路，在输入端口测量其电压和电流，由传输方程得 () () ，即输出端口短路时令，即输出端口开路时令00111101010======2s s s 2U D B I U R I C A I U R 然后在输出端口加电压，而将输入端口开路或短路，在输出端口测量其电压和电流，由
电子技术综合训练 设计报告 题目：简易温度控制器制作 姓名：谢富臣 学号：08220404 班级：控制工程2班 学院：电信学院 日期：2010.07.16
摘要 我们本次课程设计的主题是做一个简易温度控制器。具体方法是采用热敏电阻作为温度传感器，将温度模拟量转化为数字量，再利用比较运算放大器与设置温度值进行比较，输出高或低电平至电路控制元件从而对控制对象进行控制。整个电路分为四个部分：测温电路，比较电路，报警电路，控制电路。其中后三者为技术重点。
目录 第一部分：任务要求 (4) 第二部分：概述 (5) 第三部分：技术要求及方案 (6) 第四部分：工作原理 (7) 第五部分：单元电路 (8) 第六部分：参考文献 (10) 第七部分：总结及体会 (11) 第八部分：附录 (12)
一：任务要求 2010 年春季学期
二：概述 设计并制作一个温度监控系统，用温度传感器检测容器内水的温度，以检测到的温度信号控制加热器的开关，将水温控制在一定的范围之内。具体要求如下： 1、当水温小于50℃时，H1、H2两个加热器同时打开，将容器内的水加热，； 2、当水温大于50℃，但小于60℃时，H1加热器打开，H2加热器关闭； 3、当水温大于60℃时，H1、H2两个加热器同时关闭； 4、当水温小于40℃，或者大于70℃时，用红色发光二极管发出报警信号； 5、当水温在40℃～70℃之间时，用绿色发光二极管指示水温正常； 6、电源：220V/50HZ的工频交流电供电。 （注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室稳压电源调试） 按照以上技术完成要求设计出电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行必要的仿真，仿真通过后购买元器件，用万用板焊接电路，然后对制作的电路完成调试，撰写设计报告，通过答辩。设计电路时，应考虑方便调试。 三：技术要求及方案
郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目温度控制器 学生姓名 专业班级 学号 院（系）信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年12月31日
郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业 14级通信工程班级 2班学号姓名 一、设计题目温度控制器 二、设计任务与要求 1、当温度低于设定温度时，两个加热丝同时通电加热，指示灯发光； 2、当水温高于设定温度时，两根加热丝都不通电，指示灯熄灭； 3、根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，并写出详细的设计过程； 4、利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单； 5、安装调试并按规定格式写出课程设计报告书. 三、参考文献 [1]吴友宇.模拟电子技术基础[M]. 清华大学出版社,2009.52~55. [2]孙梅生.电子技术基础课程设计[M]. 高等教育出版社,2005.25~28. [3]徐国华.电子技能实训教程[M]. 北京航空航天大学出版社,2006.13 ~15. [4]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2008.22~25. [5]翟玉文等.电子设计与实践[M].北京:北京中国电力出版社,2005.11~13. [6]万嘉若,林康运.电子线路基础[M]. 高等教育出版社,2006.27 ~29. 四、设计时间 2015 年12月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名： 年月日
本设计是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、使用寿命长、具有一定的实用性等优点的温度控制电路。本文设计了一种温度控制器电路，该系统采用模拟技术进行温度的采集与控制。主要由电源模块，温度采集模块，继电器模块组成。 现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进，很多传统的东西都被成本更低、功能更多、使用更方便的电子产品所替代，本课程设计是一个以温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统，用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。但系统预留了足够的扩展空间，并提供了简单的扩展方式供参考，实际使用中可根据需要改成多路转换，既可以增加湿度等测控对象，也能减少外界因素对系统的干扰。 首先温度传感器把温度信号转换为电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路，让电位器来改变温度范围的取值，最后信号送入比较器电路，通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定是否加热。 关键词：温度传感器比较器继电器
温度测控仪设计 学生：XXX 指导教师：XXX 容摘要：本文主要介绍了智能温度测量仪的设计，包括硬件和软件的设计。先对该测量仪进行概括性介绍，然后介绍该测量仪在硬件设计上的主要器件：“Pt100热电阻”、AT89C51单片机和LCD显示器以及描述测量仪的总体结构原理。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D 转换器进行温度信号的采集。总体来说，该设计是切实可行的。 关键词：温度 Pt100热电阻 AT89C51单片机 LCD显示器
Design of and control instrument Abstract: This paper describes the design of the intelligent temperature measuring instrument, including hardware and software design. Be the first general description of the measuring instrument, and then describes the hardware design of the measuring instrument's main device: "Pt100 thermal resistance", AT89C51 microcontroller and LCD display, and describe the principle of measuring the overall structure. In this design, as is the PT100 platinum resistance temperature sensor, temperature measurement using constant current method, through the microcontroller to control, amplifier, A/D converter for temperature signal acquisition. Overall, the design is feasible. Keywords:temperature Pt100 thermal resistance AT89C51 microcontroller LCD monitor .
姓名 班级 学号 实验日期 节次 教师签字 成绩 影响RLC 带阻滤波器性能参数的因素的研究与验证 1.实验目的 （1）学习带阻滤波器的设计方法 （2）测量RLC 带阻滤波器幅频特性曲线 （3）研究电阻、电容和品质因素Q 对滤波器性能的影响 （4）加深对滤波器滤波概念的理解 2.总体设计方案或技术路线 （1）理论推导，了解滤波器的主要性能参数及与滤波器性能有关的因素 （2）设计RLC 带阻滤波器电路图 （3）研究电阻R 对于滤波器参数的影响 （4）研究电容C 对于滤波器参数的影响 （5）研究电感L 对于滤波器参数的影响 （6）合理设计实验测量，结合电容C 和电感L 对滤波器参数的影响 （7）将实际测量结果与理论推导作对比，并分析实验结果 3.实验电路图 R1V- V+
4.仪器设备名称、型号 函数信号发生器 1台 FLUKE190-104数字便携式示波表 1台 十进制电阻箱 1只 十进制电容箱 1只 十进制电感箱 1只 5.理论分析或仿真分析结果 带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带通滤波器的概念相对。 理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。带阻滤波器的中心频率f o，品质因素Q和抑制带宽BW之间的关系为 仿真结果： R=2000Ω C=0.01uf L=0.2H
R=500Ω C=0.01uf L=0.2H
R=2000Ω C=0.05uf L=0.2H
R=2000Ω C=0.01uf L=0.1H R=2000Ω C=0.01uf L=0.5H
改变R时对比图 改变C时对比图 改变L时对比图 6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录） （1）电阻R对于滤波器参数的影响 任务1：电路如图所示，其中信号源输出Us=5V，电容C=0.01uF，电感L=0.2H，根据下表所示,选择不同电阻值测量输出幅频特性
目录 1.原理电路的设计 (11) 1.1总体方案设计 (11) 1.1.1简单原理叙述 (11) 1.1.2设计方案选择 (11) 1.2单元电路的设计 (33) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (33) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (44) 1.2.3电压表征温度单元 (55) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (66) 1.2.5驱动单元——继电器 (88) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (99) 1.3完整电路图 (1010) 2.仿真结果分析 (1111) 3 实物展示 (1313) 3.1 实物焊接效果图 (1313) 3.2 实物性能测试数据 (1414) 3.2.1制冷测试 (1414) 3.2.2制热测试 (1818) 3.3.3性能测试数据分析 (2020) 4总结、收获与体会 (2121) 附录一元件清单 (2222) 附录二参考文献. (2323)
摘要 本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339 N为电路系统的主要组成元件，扩展适当的接口电路，制作一个温度控制系统，通过室温的变化和改变设定的温度，来改变电压传感器上两个输入端电压的大小，通过三极管开关电路控制继电器的通断，来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作，从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料，撰写论文的方法，并提交课程设计报告和实验成品。 关键词：温度；测量；控制。
Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741，NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control
摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could
课程设计任务书 学生姓名：张亚男专业班级：通信1104班 指导教师：李政颖 工作单位：信息工程学院 题目: 温度控制系统的设计 初始条件：TEC半导体制冷器、UA741 运算放大器、LM339N电压比较器、稳压管、LM35温度传感器、继电器 要求完成的主要任务: 一、设计任务：利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler， 即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。 二、设计要求：（1）控制密闭容器内空气温度 （2）控制容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围0℃~室温 （4）控温精度±1℃ 三、发挥部分：测温和控温范围：0℃~（室温+10℃） 时间安排：19周准备课设所需资料，弄清各元件的原理并设计电路。 20周在仿真软件multisim上画出电路图并进行仿真。 21周周五前进行电路的焊接与调试，周五答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
温度控制系统的设计 1.温度控制系统原理电路的设计 (3) 1.1 温度控制系统工作原理总述 (3) 1.2 方案设计 (3) 2.单元电路设计 (4) 2.1 温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (4) 2.2 电压信号的处理单元——运算放大器 (5) 2.3 电压值表征温度单元——万用表 (7) 2.4 电压控制单元——迟滞比较器 (8) 2.5 驱动单元——继电器 (10) 2.6 TEC装置 (11) 2.7 整体电路图 (12) 3.电路仿真 (12) 3.1 multisim仿真 (12) 3.2 仿真分析 (14) 4.实物焊接 (15) 5.总结及体会 (16) 6.元件清单 (18) 7.参考文献 (19)
姓名XXX 班级1108301 学号11108301xx 实验日期 6.5 节次9-11 教师签字成绩 四人无弃权表决电路 1.实验目的 1）掌握74LS20的逻辑功能和使用方法； 2）通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析与设计方法。 2.总体设计方案或技术路线 设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过，即三人以上包括三人)，用74LS20来实现。 1）根据任务的要求，设计电路； 2）用代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3）根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件（与、或、非）构成电路； 4）最后，用实验来验证设计的正确性。 3.实验电路图 1）ABCD输入端，接数据开关；Z输出端接电平指示器; 2）改变ABCD的组态，记录Z的变化，验证逻辑函数的功能及设计的正确性。 4. 仪器设备名称、型号 1）实验箱 1台 2）双踪示波器 1台 3）双路直流稳压电源 1台 4）数字万用表 1只 5）74LS20 3片
5.理论分析或仿真分析结果 74LS20管脚图： 逻辑关系式： C AB D Z=ABC+BCD+ACD+ABD=AB BCDACD 逻辑图：
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）真值表：
7.实验结论 由真值表可知，四人无弃权表决电路设计成功，实现了预期功能。 8.实验中出现的问题及解决对策 实验过程中由于有五个与门，而每个74LS20可实现两个与门，故线路连起来相当复杂，容易混淆，故在连接电路时安排好位置，标记好引脚和接头。 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 此次设计是对经典四人表决电路的一次创新，利用书本上的知识和以前类似实验的设计思路进行了此次实验，锻炼了实践能力，熟悉了组合逻辑电路的设计方法。 这次的实验绝对原创的，是对以前做过的实验的一次创新，复杂了不少，锻炼了能力。 10．参考文献 [1]电工学实验教程/王宇红主编.——北京：机械工业出版社，2009.8（2012.1重印）
热交换器温度控制系统 一．控制系统组成 由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。 图1换热器出口温度控制系统流程图 控制过程特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c，测量值c与给定值r的差值e送入调节器，调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。 二、设计控制系统选取方案 根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。对于控制系统的选取，应当根据具体的控制对象、控制要求，经济指标等诸多因素，选用合适的控制系统。以下是通过对换热器过程控制系统的分析，确定合适的控制系统。
换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。多级离心泵的转速由便频器来控制。 换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。 图2换热器的温度控制系统工艺流程图 引起换热器出口温度变化的扰动因素有很多，简要概括起来主要有： （1）热流体的流量和温度的扰动，热流体的流量主要受到换热器入口阀门的开度和循环泵压头的影响。热流体的温度主要受到加热炉加热温度和管路散热的影响。 （2 ）冷流体的流量和温度的扰动。冷流体的流量主要受到离心泵的压头、转速
数字逻辑电路与系统上机实验报告 实验一组合逻辑电路的设计与仿真 学校：哈尔滨工业大学 院系：电信学院通信工程系 班级：1205102 学号：11205102 姓名： 哈尔滨工业大学
实验一组合逻辑电路的设计与仿真 2.1 实验要求 本实验练习在Maxplus II环境下组合逻辑电路的设计与仿真，共包括5个子实验，要求如下：
2.2三人表决电路实验 2.2.1 实验目的 1. 熟悉MAXPLUS II原理图设计、波形仿真流程 2. 练习用门电路实现给定的组合逻辑函数 2.2.2 实验预习要求 1. 预习教材《第四章组合逻辑电路》 2. 了解本次实验的目的、电路设计要求 2.2.3 实验原理 设计三人表决电路，其原理为：三个人对某个提案进行表决，当多数人同意时，则提案通过，否则提案不通过。 输入：A、B、C，为’1’时表示同意，为’0’时表示不同意； 输出：F，为’0’时表示提案通过，为’1’时表示提案不通过； 波形仿真。 2.2.4 实验步骤 1. 打开MAXPLUS II, 新建一个原理图文件，命名为EXP2_ 2.gdf。 2. 按照实验要求设计电路，将电路原理图填入下表。
制输入信号A、B、C的波形（真值表中的每种输入情况均需出现）。 4. 运行仿真器得到输出信号F的波形，将完整的仿真波形图（包括全部输入输
2.3 译码器实验 2.3.1实验目的 熟悉用译码器设计组合逻辑电路，并练习将多个低位数译码器扩展为一个高位数译码器。 2.3.2实验预习要求 1. 预习教材《4-2-2 译码器》一节 2. 了解本次实验的目的、电路设计要求 2.3.3实验原理 译码器是数字电路中的一种多输入多输出的组合逻辑电路，负责将二进制码或BCD码变换成按十进制数排序的输出信息，以驱动对应装置产生合理的逻辑动作。商品的译码器品种较多，有2-4线、3-8线、4-10线及4-16线等。本实验练习对双2-4线译码器74LS139的扩展，并用其实现特定的组合逻辑。74LS139包含两个2-4线译码器，其输入输出如下： 74LS139中译码器1真值表如下： 74LS139中译码器2真值表如下：
题目基于51单片机智能温度控制器设计与实 现 本题目要求设计者以智能温度控制器为对象，完成硬件系 统和软件设计并实现其功能。 1.熟悉任务，分析课题要求，熟悉温度控制器的原理, 进行方案设计； 2.熟悉硬件设计技术基础、单片机应用系统设计要领， 根据本课题的特点选择相应器件； 3.搜集素材，优选素材，整理素材； 4.完成所硬件电路的装配和调试，编写程序实现其功 能； 5.撰写毕业设计论文。 6.参加毕业设计论文答辩。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可
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