测控电路课程设计报告

《测控电路课程设计》报告题目人体电子秤设计院系仪器科学与光电工程专业测控技术与仪器班级测控1102学号 2011010652学生姓名丁向友指导老师刘国忠实验时间 2014.06-2014.07实验成绩目录一、课程设计目的及意义 (3)二、系统设计的主要任务 (3)三、总体方案设计 (3)四、电路设计及调试 (4)4.1称重传感器电路 (4)4.2信号调理电路 (5)4.2.1放大电路 (5)4.2.2调零电路 (7)4.3比较电路 (7)4.4或非电路 (9)4.5显示模块 (10)4.6报警系统 (10)五、电路调节 (10)六、实验数据分析与处理 (11)6.1准确性 (11)6.2稳定性 (12)6.3关键点电压 (13)七、总结 (14)八、参考文献 (14)一、课程设计目的及意义测控电路课程设计是测控电路课程体系的一个重要组成环节，独立实践教学环节是对《测控电路》理论部分的必要补充。

课程设计内容为典型测控系统电路设计，通过课程设计，使学生完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节。

掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。

了解有关电子器件和集成电路的工作原理。

在课程设计中，做到理论联系实际，加深对理论知识的进一步理解，提高分析问题和解决问题的能力。

本课程设计以AD620、LM741、LM339为核心，进行智能人体电子秤的设计,并详述该系统硬件的设计方法。

该系统集称重、显示、报警于一体,功能齐全,实用性强，充分利用了电路分析、模拟电路、测控电路、信号分析与处理、传感器等课堂上学到的知识，有机的将所学到的知识融合在一起，投入到实际运用中，便于对知识的综合掌握及运用。

二、系统设计的主要任务任务：设计一个人体电子秤测量系统。

要求：1）基本要求最大称重：150KG用3位半数字显示表头显示体重，输入电压范围0-2V,当体重大于W1时，点亮LED1，发出声音提示；当体重小于W2时，点亮LED2，发出声音提示。

测控电路课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握测控电路的基本原理、设计与应用，培养学生的动手实践能力和创新意识。

通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：（1）理解测控电路的基本概念、组成和分类；（2）掌握测控电路的设计方法及其在实际工程中的应用；（3）熟悉电路仿真软件的使用，提高电路分析和设计能力。

2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决测控电路实际问题；（2）具备使用仪器仪表进行电路调试和故障排查的能力；（3）能够运用电路仿真软件进行电路设计与验证。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对测控技术的兴趣，激发学生探索未知、创新思维的热情；（2）培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力；（3）培养学生具有良好的职业素养，树立正确的工程观念。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括测控电路的基本概念、测量与控制原理、电路设计与仿真、实际应用案例等。

具体安排如下：1.测控电路的基本概念：介绍测控电路的定义、组成和分类，使学生了解测控电路在工程中的应用。

2.测量与控制原理：讲解测控电路的测量原理、控制原理，让学生掌握测控电路的工作原理及其数学基础。

3.电路设计与仿真：教授电路设计方法，培养学生使用电路仿真软件进行电路分析与设计的能力。

4.实际应用案例：分析测控电路在实际工程中的应用案例，使学生能够将所学知识运用到实际问题中。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：讲解基本概念、原理和方法，使学生掌握测控电路的核心知识。

2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。

3.案例分析法：分析典型应用案例，帮助学生了解测控电路在工程中的应用，提高学生的实践能力。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手搭建和调试测控电路，培养学生的动手能力和创新意识。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的测控电路知识体系。

LM339可构成单限比较器、 迟滞比较器 、双限比较器（窗口比较器） 、振荡器等。 LM339还可以组成高压数字逻辑门电路，并可直接与TTL、CMOS电路接口。
比较电路采用的芯片是LM339芯片。设置比较器的阈值电压，将AD620的信号通过三路比较器，然后通关逻辑电路，与LED灯和蜂鸣器相连。当体重超过上限或者低于下限的时候，LED灯会发光，蜂鸣器会发出声音，达到报警的目的。该电路的上限为1.5v,下限为0.5v，这两个比较电路先或(74ls32)，然后与0.2阈值的比较电路相异或(74ls86)\。比较电路图8所示
电子称传感器采用电阻应变式传感器，电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核心元件，其工作原理是基于材料的电阻应变效应，电阻应变片即可单独作为传感器使用，又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，且不便处理。因此，要采用转换电路把应变片的△R/R变化转换成电压或电流变化。其转换电路常用测量电桥。
G =49.4 kΩ/R G + 1（3）
对于所需的增益, 则外部控制电阻值为
R G =49.4/（G - 1）kΩ（4）
AD620 由于体积小、功耗低、噪声小及供电电源范围广等特点, 使AD620 特别适宜应用到诸如传感器接口、心电图监测仪、精密电压电流转换等应用场合。AD620 特别适宜于较高电阻值, 较低电源电压的压力传感器电路设计。AD620 的体积小、功耗低成为压力传感器的重要因素, 图为+ 5 V 电源供电的压力传感器电桥。在如图4这样一个电路中, 电桥功耗仅为1. 7 mA ,AD620 和AD705 缓冲电压驱动器对信号调节,使总供电电流仅为3. 8 mA ,同时该电路产生的噪声和漂移也极低。

标准体重（kg）
97.1
82
58.3
55.1
57.1
示值（v）
96.2
79.6
58.5
55.5
56.6
由电子秤得到的各体重值应由（示值-零点）求出，即M1=96.2-0.2=96.0;M2=79.6-0.2=79.4;M3=58.5-0.2=58.3;
M4=55.5-0.2=55.3;M5=56.6-0.2=56.4
= =0.152
七、
非常喜欢这次的课程设计，两个人的合作培养了我们的合作能力；开始的查找资料分析电路培养了我们的设计能力；试验中的调试与安装培养了我们的动手能力；最后的报告分析培养了我们的总结能力。
开始时我们并没有经验，也屡次出现错误，放大电路需要放大到1000倍就难道了我们，从741换成比较简单的620，经过调试终于成功。试验中也不小心把620给烧毁，不过在调整检查完电路后就再没有出现过这类问题另外的一些问题也已在“问题与解决”中写到。我们设计的电子称效果不错，测量结果比较准确，我们付出的努力没有白费，希望在下次课设中能获得更大的提高。设计方案，利用应变片式传感器、隔离放大器组成多级放大电路、比较电路等模块人体电子秤测量装置组成，可以比较精准地测量人的体重，并可以在预设值的范围内，使发光二级管与蜂鸣器亮与响，形成简易地报警提示装置。
(3)测量显示和数据输出的载荷测量装置
即处理称重传感器信号的电子线路（包括放大器、模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。
测控电路课设报告
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实验报告课程名称测控电子技术实验名称测控电子技术课程实验实验日期2012.12.27—2012.12.30学生专业测控技术与仪器学生学号学生姓名实验室名称测控技术实验室教师姓名周严成绩南京理工大学机械工程学院实验一有源二阶低通滤波器的设计1、实验目的实验旨在锻练学生自行设计、调试有源二阶低通滤波器的能力，更深入地掌握巴特沃思型二阶有源低通滤波器的设计方法，直观了解巴特沃思型低通滤波器的频率特性，加深对巴特沃思逼近方式的理解。

2、实验内容设计一二阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器，要求截止频率f c=100Hz，增益A=1。

搭建并调试所设计的二阶有源低通滤波器，使电路的性能指标达到设计要求。

3、实验仪器设备1）双路直流稳压电源；2）双踪示波器；3）信号发生器；4）41/2位数字万用表；5）面包板。

4、实验电路设计及工作原理说明1）实验电路设计2）电路的工作原理说明5、实验步骤、现象、结果记录以及实验信息处理与分析1）实验步骤说明2）实验现象、结果记录表1.1 低通滤波器测试结果记录表3) 实验信息处理与分析（1）所设计滤波器的幅频特性、相频特性（3）评价所设计的滤波器性能6、思考题解答1）在设计元件参数时，为什么首先确定电容值？是否可以首先确定电阻值？2）在计算时为什么要求中间结果保留小数后6位？3）设计中采用的归一化系数B和C是怎样得到的？4）如果要设计指标相同的高通滤波器，电路形式应作何改动？5）设计指标相同的四阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器，给出电路图并设计参数。

实验二多谐振荡器功能及指标的测试1、实验目的实验旨在使学生进一步了解基于电容充放电原理及比较器的多谐振荡器的工作原理及一般构成原则。

通过分析实验电路及实验操作，掌握积分器、比较器的工作原理，在此基础上掌握积分器及比较器在多谐振荡器中的应用，从中学习信号发生器的设计思想及工作原理。

2、实验内容分析所提供实验电路的工作原理及设计思路，搭建并调试实验电路，测试电路中规定测试点的波形，验证理论输出波形是否与实际相符；根据电路参数计算输出信号的频率值，测量输出信号的频率，验证理论值与实测值是否相符。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
图3-4-2 解调电路设计框图
设计电路如图3-4-2所示。运放U3，二极管D1、D2，电阻R11、R12、R13，R14构成半波检波电路。运放U4，电阻R15、R16、R17，R18构成反相输入加法电路，并与前端的半波检波电路一起构成全波检波电路。
图3-4-2精密全波整流电路原理图
参数确定：取R11=R14=100KΩ，R15=R21=2R16=200KΩ
参数确定：C1=1uF，C2=1nF,C3=1uF,R1=200KΩ,R2=R3=R4=100 KΩ
放大器供电电源为：±15V。
3.2
采用了最简单的同相交流放大电路来实现对采集到的信号进行放大，放大倍数为两倍，起初也试用了差动放大电路和高输入阻抗自举式组合电路，但由于电阻较多，设置不合理，一直调试不出理想的结果，而自举式组合电路也会带来噪声影响波形，所以最后决定采用同相交流放大电路。
接收设计报告,课程设计验收
CAD实验室
7月6日下午
设计验收
接收设计报告,课程设计验收
CAD实验室
第1章
本设计基于信号采集调理电路的设计。采用美国国家仪器NI有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具Multisim进行仿真，其适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。在本次设计中，使用Multisim进行电路设计和仿真，验证电路设计的可靠性，观察电路的运行结果。

实验报告课程名称测控电子技术实验名称测控电子技术课程实验实验日期2012.12.27—2012.12.30学生专业测控技术与仪器学生学号学生姓名实验室名称测控技术实验室教师姓名周严成绩南京理工大学机械工程学院实验一有源二阶低通滤波器的设计1、实验目的实验旨在锻练学生自行设计、调试有源二阶低通滤波器的能力，更深入地掌握巴特沃思型二阶有源低通滤波器的设计方法，直观了解巴特沃思型低通滤波器的频率特性，加深对巴特沃思逼近方式的理解。

2、实验内容设计一二阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器，要求截止频率f c=100Hz，增益A=1。

搭建并调试所设计的二阶有源低通滤波器，使电路的性能指标达到设计要求。

3、实验仪器设备1）双路直流稳压电源；2）双踪示波器；3）信号发生器；4）41/2位数字万用表；5）面包板。

4、实验电路设计及工作原理说明1）实验电路设计2）电路的工作原理说明5、实验步骤、现象、结果记录以及实验信息处理与分析1）实验步骤说明2）实验现象、结果记录表1.1 低通滤波器测试结果记录表3) 实验信息处理与分析（1）所设计滤波器的幅频特性、相频特性（3）评价所设计的滤波器性能6、思考题解答1）在设计元件参数时，为什么首先确定电容值？是否可以首先确定电阻值？2）在计算时为什么要求中间结果保留小数后6位？3）设计中采用的归一化系数B和C是怎样得到的？4）如果要设计指标相同的高通滤波器，电路形式应作何改动？5）设计指标相同的四阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器，给出电路图并设计参数。

实验二多谐振荡器功能及指标的测试1、实验目的实验旨在使学生进一步了解基于电容充放电原理及比较器的多谐振荡器的工作原理及一般构成原则。

通过分析实验电路及实验操作，掌握积分器、比较器的工作原理，在此基础上掌握积分器及比较器在多谐振荡器中的应用，从中学习信号发生器的设计思想及工作原理。

2、实验内容分析所提供实验电路的工作原理及设计思路，搭建并调试实验电路，测试电路中规定测试点的波形，验证理论输出波形是否与实际相符；根据电路参数计算输出信号的频率值，测量输出信号的频率，验证理论值与实测值是否相符。

目录1设计任务 (1)2实验目的和要求 (1)3实验仪器和元件 (1)4电路设计 (1)4.1传感器信号分析 (1)4.2信号处理流程设计 (2)4.3详细电路设计 (2)4.31电荷方法器 (3)4.32电压放大电路设计 (4)4.33峰值检波电路 (4)4.34比较器电路和二极管发光电路 (5)4.35电源去耦电路 (5)5、电路处理流程信号分析： (6)5.1 各处理流程信号分析： (6)5.2 调试过程 (7)5.3 最终测试结果及评价 (7)5.4 传感器信号的进一步讨论 (7)6心得体会 (8)7参考文献 (8)1设计任务利用压电式加速度传感器，设计电路，对振动幅度或加速度进行测量。

并完成以下任务：1、分析传感器输出信号特点及与物理量的关系；2、输出为0-5V直流电压；3、当振动超过一定阈值时，点亮指示灯报警；4、根据实验结果分析输入输出关系；5、进一步分析碰撞检测的方法，并通过实验得到一种碰撞出现的信号特点。

6、撰写设计报告。

2实验目的和要求通过本课程设计的训练，利用所学知识，综合传感、检测、测控电路课程内容，进行系统设计、电路设计与软硬件调试。

锻炼知识的综合运用能力和动手能力。

3实验仪器和元件设备：示波器、电源、信号发生器。

材料：传感器、面包板（实验板）、连接线、电阻、电容、二极管、发光二极管等。

元器件：运算放大器、比较器等。

4电路设计通过对电路的特点进行分析，从传感器的信号特点设计信号检测电路。

压电传感器的输出信号为电荷，那么第一级应该是电荷放大器，其次根据需要加入一定的电压放大电路、滤波电路等。

4.1传感器信号分析压电式传感器是一种典型的有源（或发电型传感器）。

它以某种电介质的压电效应为基础，在外力的作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现非电量电测的目的。

压力传感器元件是力敏感元件，所以它能测量最终转化为力的那些物理量。

压电式加速度传感器的结构一般有纵向型、横向效应型和剪切效应型三种。

测控电路课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握测控电路的基本原理和应用，培养学生对测控电路的兴趣和好奇心，提高学生的实际操作能力和创新能力。

具体分为以下三个方面：1.知识目标：使学生了解测控电路的基本概念、组成原理和功能，理解测控电路在实际工程中的应用，掌握测控电路的基本分析和设计方法。

2.技能目标：培养学生运用测控电路解决实际问题的能力，能独立进行测控电路的安装、调试和维护，具备一定的实验操作技能。

3.情感态度价值观目标：激发学生对测控电路的热爱和兴趣，培养学生勇于探究、创新的精神，使学生认识到测控电路在现代社会中的重要地位和作用。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括测控电路的基本原理、组成要素、功能及其在实际工程中的应用。

具体安排如下：1.教材章节：根据人教版《电子技术》第五章第三节“测控电路”进行教学。

2.教学内容：（1）测控电路的基本概念：介绍测控电路的定义、分类及其在工程中的应用。

（2）测控电路的组成原理：讲解测控电路的组成要素，包括传感器、信号处理电路、执行器等，以及它们之间的关系。

（3）测控电路的功能：介绍测控电路在自动控制、信号处理等方面的功能和作用。

（4）测控电路的分析与设计方法：讲解测控电路的分析与设计方法，包括系统建模、系统分析、控制器设计等。

（5）测控电路的实际应用案例：介绍测控电路在工业生产、科学研究等领域的实际应用案例。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，具体如下：1.讲授法：教师对测控电路的基本概念、组成原理、功能及应用进行系统的讲解，使学生掌握测控电路的基本知识。

2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生了解测控电路在工程中的应用和价值。

3.实验法：安排课堂实验，让学生亲自动手进行测控电路的安装、调试和维护，提高学生的实际操作能力。

4.讨论法：学生进行分组讨论，分享学习心得和经验，培养学生团队合作精神和沟通能力。

电流的采样 A/D 转化
变压器 电压信号的处理
电压的采样 A/D 转化
电压值的测量
电流值的测量
功率的测量 LED 显示
图 1 系统原理框图
2
3、电路设计单元
3.1 电压信号与电流信号转化为 0-5V 电路图
图 2 初始信号处理电路 3.2 8088 微处理器
8088 是一个 Intel 以 8086 为基础的微处理器，拥有 16 位寄存器和 8 位外部数据总线及 20 位地址总线，引脚如下图所示：
3.7 6264 存储电路图
图 7 8284 时钟电路图
6
3.7.1 6264 芯片是一个 8K 8bit 的 CMOS SRAM 芯片，引脚如下图所示：
3.7.2 主要引脚功能
图 8 6264 存储电路图
OE ：读出允许信号，输入，低电平有效。
WE ：写允许信号，输入，低电平有效。
CS1 ：片选信号 1，输入，在读/写方式时为低电平。
主要功能引脚
图 3 8088 引脚图
IO / M ：输入输出/存储器控制信号，三态。用来区分当前操作时访问存储
3
器还是访问 I/O 端口。若此引脚输出为低电平，则访问存储器；若输出为高电平， 则访问 I/O 端口。
WR ：写信号输出，三态。此引脚输出为低电平，表示 CPU 正在对存储器或
I/O 端口进行写操作。
10
5、整体电路图
图 13 整体电路图
11
6、小结
这种方法比较直接，编写程序时的算法简单，而且能很好的满足精度的要求， 误差在允许的范围之内。
附图一 程序流程图
开始 初始化 8255 ADC0809 转换完一次 8255 不断从 PA 口读入转换完的数据 将数据存储，然后处理

测控电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握测控电路的基本原理，理解常见传感器的工作机制；2. 使学生了解测控电路在工程领域的应用，熟悉各类测控系统的组成；3. 帮助学生掌握模拟、数字信号处理的基本方法，提高数据采集、处理和分析的能力。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单的测控电路，具备实际操作和调试的能力；2. 提高学生利用测控设备进行数据采集、处理和分析的技能，具备解决实际问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，提高项目执行和项目管理水平。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对测控技术领域的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 引导学生关注测控技术在现实生活中的应用，提高社会责任感和使命感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

通过本课程的学习，使学生不仅掌握测控电路的基本知识和技能，还能在实际应用中发挥所学，为我国测控技术的发展贡献自己的力量。

同时，注重培养学生的团队协作能力和创新精神，提升其综合素质。

二、教学内容1. 测控电路基本原理：介绍传感器的工作机制、信号转换方法，分析常见传感器的特点及应用场景。

教材章节：第一章 测控电路基础2. 常见测控电路设计：讲解模拟电路、数字电路的设计方法，分析典型测控电路的原理和功能。

教材章节：第二章 常见测控电路设计3. 数据采集与处理：介绍数据采集系统组成、工作原理，讲解模拟信号、数字信号处理方法。

教材章节：第三章 数据采集与处理4. 测控系统应用案例分析：分析实际工程中的测控系统案例，讲解其设计思路、实施步骤及优化方法。

教材章节：第四章 测控系统应用案例5. 测控电路实践：组织学生进行实际操作，设计简单的测控电路，进行数据采集、处理和分析。

教材章节：第五章 测控电路实践6. 项目管理与团队协作：培养学生项目管理意识，提高团队协作能力，完成课程设计任务。

测控电路的课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标要求学生掌握测控电路的基本原理、电路组成、信号处理方法等。

技能目标要求学生能够运用测控电路解决实际问题，具备一定的实验操作能力和分析能力。

情感态度价值观目标要求学生培养对测控电路的兴趣和好奇心，树立科学思维和创新意识。

通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。

学生将能够：1.描述测控电路的基本原理和电路组成；2.解释信号处理方法和测控电路在实际应用中的作用；3.运用测控电路解决简单实际问题；4.进行实验操作，分析实验数据，提出合理结论；5.培养对测控电路的兴趣和好奇心，树立科学思维和创新意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括测控电路的基本原理、电路组成、信号处理方法以及在实际应用中的案例。

1.测控电路的基本原理：介绍测控电路的核心元件、工作原理和性能指标；2.电路组成：讲解测控电路的各个组成部分及其作用；3.信号处理方法：阐述信号的采集、处理和显示方法；4.实际应用案例：分析测控电路在工程、科研等领域的应用实例。

教学大纲将按照以下顺序进行教学：1.测控电路的基本原理；2.电路组成及其功能；3.信号处理方法；4.实际应用案例分析。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：教师通过讲解测控电路的基本原理、电路组成和信号处理方法，使学生掌握相关知识；2.讨论法：学生分组讨论实际应用案例，培养分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析测控电路在实际应用中的案例，使学生了解测控电路在工程和实践中的应用价值；4.实验法：学生动手进行实验操作，培养实验技能和科学思维。

四、教学资源本课程将充分利用教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等，以支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。

1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的知识体系；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识面；3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，帮助学生形象地理解抽象概念；4.实验设备：提供充足的实验设备，保证每位学生都能动手实践。

测控电路课程设计报告引言：测控电路是电子技术中的重要分支之一，它涉及到信号的采集、处理和控制等方面。

本文将针对测控电路的课程设计进行报告，详细介绍设计的背景、设计思路、实验步骤和实验结果等内容，旨在通过本次课程设计实践，加深对测控电路的理解和应用。

一、设计背景本次课程设计的主题是温度测控电路设计。

随着现代工业的发展，温度测控在工业生产和实验研究中起着非常重要的作用。

因此，设计一种能够准确测量温度并实现温度控制的电路是本次课程设计的目标。

二、设计思路1. 温度测量部分：我们选择了热敏电阻作为温度传感器，通过测量热敏电阻的电阻值来间接测量温度。

为了减小测量误差，我们采用了差动放大电路对信号进行放大和滤波处理。

2. 温度控制部分：我们采用了PID控制算法，结合微处理器控制技术，通过对输出信号进行调整，实现对温度的控制。

三、实验步骤1. 硬件设计：根据设计思路，我们选择合适的元器件进行电路设计，包括热敏电阻、运放、微处理器等。

在电路设计中，需要考虑元器件的参数选择、电路板的布局和连接方式等因素，确保电路的稳定性和可靠性。

2. 软件编程：根据PID控制算法和微处理器控制技术，编写相应的程序代码。

在编程过程中，需要考虑控制算法的实现、传感器数据的处理和输出信号的控制等方面。

3. 实验调试：完成硬件设计和软件编程后，进行实验调试。

首先，通过对热敏电阻电路的测量，验证温度测量的准确性和稳定性；然后，通过对PID控制算法的调试，验证温度控制的效果和稳定性。

四、实验结果经过实验调试，我们成功设计出了一种能够准确测量温度并实现温度控制的测控电路。

在测量部分，我们通过差动放大电路对热敏电阻的信号进行放大和滤波处理，得到了稳定的温度测量值；在控制部分，我们采用了PID控制算法和微处理器控制技术，成功实现了对温度的控制，并保持了较好的控制精度和稳定性。

总结：通过本次测控电路课程设计，我们深入了解了测控电路的基本原理和设计方法，掌握了热敏电阻的测量原理和PID控制算法的应用技巧。

测控电路课程设计报告一、设计要求设计一个温度测量电路，测量范围0.0—50.0℃，精确至小数第一位，采用AD590为传感元件，3个LED数码管显示测得值。

二、电路基本原理传感器输出信号通过温度传感处理电路，得到与温度成正比的电压信号，输入电压比较电路，将比较电路输出电压输入A/D转换电路，驱动数码管显示温度值。

三、设计步骤1、设计传感器输出信号分压比较电路2、根据原理框图各部分的功能，查阅资料，完成单元电路设计，参数计算和器件选择3、列出所有元器件清单，报实验室备件4、按照设计电路原理图在面包板上安装、调试电路5、绘制总体电路原理图6、完成设计报告四、设计内容1、A/D转换及显示电路使用三位半LED显示A/D转换器ICL7107，电源电压+5V。

根据ICL7107芯片手册选取积分电阻470KΩ，积分电容0.22μF，自动校零电容0.047μF，参考电容0.1μF，振荡电容100pF。

再由ICL7101直接驱动3个共阳极数码管，分别显示十位、个位和十分位。

根据“显示值=1000×（VIN/VREF）”，温度每上升1℃，数码管示值增加100（1为十位，00分别为个位和十分位），故选择VREF为4V，则有温度每上升1℃，VIN （=Vo）增大0.04V，即Vo=T/25。

2、温度传感处理电路AD590温度传感器规格如下：其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，温度每增加1℃，传感器增加1μA的输出电流；可测量范围-55℃—150℃；供电电压范围+4V—+30V。

将传感器接入12V电源，并与5.1K电阻串联接地，电阻分压后接电压跟随器以获得稳定的电压输出，电压跟随器以及比较电路中的差动放大器均采用LM358双运放芯片。

AD590的输出电流I=(273+T) μA（T为摄氏温度），V1=(273+T)×5αmV （α为由于电阻精度引起的误差校正系数）。

3、电压比较电路为滤除电源杂波，使用齐纳二极管作为稳压元件，和1.2K 电阻串联后接入12V 电源。

设计报告设计名称：测控电路课程设计学生姓名：学号：同组人员：实验地点：机械楼421时间：2012年12月31日～2013年01月05日提交报告日期：2013年01月07日成绩与评语：指导教师：周严南京理工大学机械工程学院选题一信号发生电路的设计1. 设计及实验任务1）确定图1.1中的元件参数，搭建实验电路，调试实验电路，验证上述理论分析的结论。

技术要求如下：图1.1 方波和三角波发生器电路①幅度要求：方波±5V，三角波±2.5V。

②频率调节范围：100Hz～10kHz。

2）对举例中的电路加以改进，使输出三角波能够沿纵坐标平移，但波形形状不变，要求移动范围为±5V。

设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。

3）对举例中的电路加以改进，使输出三角波变为锯齿波。

设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。

技术要求如下：①幅度要求：方波±5V，锯齿波波±2.5V。

②频率调节范围：100Hz～10kHz。

4）对举例中的电路加以改进，使输出的方波变为占空比可以调节的方波，但周期不变，要求占空比调节范围1%～100%。

设计电路原理图，搭建并调试电路验证设计。

2. 设计及实验调试说明1）任务一设计及实验调试说明（1）电路参数的设计（2）实验调试步骤，记录调试的波形、数据等中间及最终结果（3）结果分析2）任务二设计及实验调试说明（1）电路设计及原理说明（2）实验调试步骤，记录调试的波形、数据等中间及最终结果（3）结果分析3）任务三设计及实验调试说明（1）电路设计及原理说明（2）实验调试步骤，记录调试的波形、数据等中间及最终结果（3）结果分析4）任务四设计及实验调试说明（1）电路设计及原理说明（2）实验调试步骤，记录调试的波形、数据等中间及最终结果（3）结果分析选题二基于铂电阻的温度测量电路的设计1. 设计及实验任务1）搭建并调试图2.1电路。

图2.1 0～100℃铂电阻温度测量电路2）改进图2.1所示电路，使电路具有非线性校正功能，成为线性化的基于铂电阻的温度测量电路，搭建并调试所设计的电路。

课程设计结题报告课程名称测控电路题目防盗报警设计&温度报警设计指导教师刘国忠、吴思进系别仪器科学与光电工程学院专业测控技术与仪器学生姓名班级/学号成绩目录一、设计任务与要求 (3)（一）设计任务 (3)（二）基本要求 (3)（三）我们组的任务 (3)二、温度报警电路设计 (3)（一）系统设计方案 (3)1、报警电路 (3)2、显示电路 (3)（二）传感器的选择 (3)（三）单元电路的设计 (3)（四）相关参数计算 (5)（五）电路接线图 (7)（六）实验调试过程 (8)（七）实验结果 (8)（八）遇到的问题及解决方法 (11)三、防盗报警电路设计 (12)（一）系统设计方案 (12)（二）传感器的选择 (12)（三）单元电路设计 (13)（四）相关参数计算 (13)（五）电路接线图 (15)（六）实验调试过程 (16)（七）实验结果 (16)（八）遇到问题及解决方法 (17)四、个人总结 (17)五、附录 (19)一、设计任务与要求（一）设计任务：从1、2中各选一项进行室内环境参数测量及安防报警电路设计。

1、温度、湿度、照度测量与显示、报警电路设计；2、破门入室、破窗入室、室内防盗、火灾,燃气泄露等报警电路设计。

（二）基本要求：1、用电路实现，不用软件；2、用数字表头实现测量值的显示；3、能够设置环境参数测量值报警上下限，并实现声、光报警；（三）我们组的任务：1、温度报警电路设计；2、防盗报警电路设计。

二、温度报警电路设计（一）系统设计方案1、报警电路采用热敏电阻作为温度传感器，实现温度呈线性的电压在门限电压周围调动；通过电位器调节门限电压，实现低于门限电压时绿色发光二极管导通，高温时红色二级管导通。

2、显示电路将与热敏电阻采集到的温度成线性关系的电压，经过放大电路处理，在四位数字表头上显示温度。

（二）传感器的选择在本实验中我们采用热敏电阻NTC103作为传感器。

NTC热敏电阻由金属氧化物陶瓷组成，是低成本、灵敏度最高的温度传感器。

测控电路课程设计课程设计结题报告课程名称测控电路课程设计题目 1、红外报警系统的设计与实现2、光照度测量指导教师系别仪器科学与光电工程学院专业测控技术与仪器学生姓名班级/学号成绩 ____________________________目录目录 (1)设计任务与要求 (3)1.设计内容： (3)本小组选择的题目 (3)红外报警系统的设计与实现 (3)一、课设背景： (3)二、系统设计方案 (4)1、结构框图： (4)2、系统原理与原理图： (4)3、系统的功能 (4)三、传感器选择： (5)热释电红外传感器RE200B (5)选择的原因： (5)工作原理： (5)参数 (6)四、单元电路设计 (6)红外线采集接收电路 (6)红外线采集接收电路电路图 (6)信号的放大处理电路 (7)信号的放大处理电路电路图 (7)信号的比较电路 (7)信号的比较电路电路图 (7)信号的取反电路 (8)信号的取反电路电路图 (8)蜂鸣器报警电路 (8)五、元器件选择 (8)LM741 (8)LM339 (9)HD74LS00P与非门芯片 (10)六、电路接线图 (11)七、调试过程： (12)八、结果（数据、图表等） (12)光照度测量 (14)一、课设背景 (14)二、系统设计方案 (14)1、结构框图 (14)2、系统的功能 (15)3、系统原理与原理图 (15)三、单元电路设计 (15)1. Led发光和光电转换电路 (15)2. I/V转换放大输出电路以及数字表头显示电路 (16)3. 比较电路及其发光报警电路 (16)四、电路接线图 (16)五、调试过程： (17)六、结果（数据、图表等） (17)七、总结 (18)设计任务与要求1.设计内容：室内环境参数测量及安防报警电路设计温度、湿度、照度测量与显示、报警电路设计；破门入室、破窗入室、室内防盗、火灾,燃气泄露等报警电路设计。

2.基本要求：用电路实现，不用软件；用数字表头实现测量值的显示；能够设置环境参数测量值报警上下限，并实现声、光报警；从1和2中各选一项完成；3.提高部分：完成1和2中功能或其它自选功能。