電子課程設(shè)計(jì)--lm324溫度指示器

1、<p><b>　　電子課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　課題：LM324溫度指示器</p><p>　　學(xué)院：測(cè)試與光電工程學(xué)院</p><p>　　課題名稱： LM324溫度指示器 </p><p><b>　　課題要求：</b></p>

2、<p>　　1．要獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，鍛煉自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，并初步掌握電子技術(shù)設(shè)計(jì)的方法和步驟。</p><p>　　2．熟悉電子線路Protel 99 軟件及電子線路仿真Proteus軟件的使用方法。</p><p>　　3．學(xué)會(huì)查閱資料和手冊(cè)，學(xué)會(huì)選用各種電子元器件。</p><p>　　4．掌握常用的電子儀器儀表使用，如直流

3、穩(wěn)壓電源、直流電壓、電流表、信號(hào)源、示波器等。</p><p>　　5．學(xué)會(huì)掌握安裝電子線路的基本技能和調(diào)試方法，善于在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。</p><p>　　6．能夠?qū)懗鐾暾恼n程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。</p><p><b>　　課題進(jìn)程：</b></p><p>　　題目的選擇及思路的確定

4、 1 周</p><p>　　電路的分析及仿真 1 周</p><p>　　電路的焊接及調(diào)試 1 周</p><p>　　LM324溫度指示器</p><p>　　摘要:當(dāng)今社會(huì)各種家用電器種類繁多，可謂琳瑯滿目，各個(gè)電器系統(tǒng)組成也變的復(fù)雜且緊湊，

5、無(wú)論電路簡(jiǎn)單與復(fù)雜，重要與否，它們都起到了不可替代的作用。我們?nèi)粘Ｉ钪幸?jiàn)到的冰箱、電飯煲以及電磁爐等等都是由很多基本的小單元組成，然而溫度指示電路也成了其中很常見(jiàn)也必不可少的單元組件。</p><p>　　本電路是利用低功耗四運(yùn)算放大器LM324設(shè)計(jì)的溫度指示電路，利用所學(xué)過(guò)的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)合proteus仿真分析。此電路具有放大功能，低功耗特點(diǎn)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)靈巧，適合一些家用電器的指示電路。電路中有

6、一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，電阻所受溫度升高，電阻阻值下降。此電路中起始溫度為室溫，溫度每上升10℃，相應(yīng)的指示燈LED點(diǎn)亮一個(gè)，由此可以指示電器實(shí)時(shí)溫度情況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：LM324; 溫度指示器； Proteus仿真</p><p><b>　　指導(dǎo)老師簽字：</b></p><p><b>　　目錄</b>

7、;</p><p>　　前言································&#

8、183;···························1</p><p>　　1、課程設(shè)計(jì)的目的和要求 ···

9、;····································

10、83;2</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的 ······························&#

11、183;··············2</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)要求 ················&#

12、183;······························2</p><p>　　2、工件原理簡(jiǎn)介

13、83;····································&

14、#183;··········2</p><p>　　2、1 LM324····················&#

15、183;·································2</p><p

16、>　　2、2 熱敏電阻··································&#

17、183;················4</p><p>　　2、3發(fā)光二極管工作原理··············

18、····························6</p><p>　　3、課程設(shè)計(jì)理論準(zhǔn)備 ···

19、;····································

20、83;····8</p><p>　　3.1、Proteus簡(jiǎn)介··························

21、···················8</p><p>　　3.2、Proteus功能特點(diǎn)···········&

22、#183;·····························8</p><p>　　3.3、Proteus快捷鍵

23、83;····································&

24、#183;·····12</p><p>　　4、電路原理圖 ·························&#

25、183;························13</p><p>　　5、元件清單:······

26、3;····································&#

27、183;·········14 5.1、原理圖中元件清單························&#

28、183;··············15</p><p>　　6、仿真、手工焊PCB板并進(jìn)行電路調(diào)試··············

29、3;···············15</p><p>　　7、課程設(shè)計(jì)收獲與心得···············&#

30、183;····························19 </p><p>　　8、致謝··&#

31、183;····································

32、·················19</p><p>　　9、參考文獻(xiàn)··············

33、83;····································&

34、#183;··20</p><p>　　LM324溫度指示器</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)中，而溫度傳感器又是其中必不可少的部分，溫度傳感器的應(yīng)用越來(lái)越頻繁，促使溫度傳感器的技術(shù)進(jìn)步，它的種類也越來(lái)越多，不同的溫度傳感器擁有不同的參數(shù)，滿足于不同的條件，溫度測(cè)量

35、電路廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中的各個(gè)方面，特別是在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度自動(dòng)控制已經(jīng)成為一個(gè)相當(dāng)成熟的技術(shù)。我們?nèi)粘Ｉ钪幸?jiàn)到的冰箱、電飯煲以及電磁爐等等都是由很多基本的小單元組成，然而溫度指示電路也成了其中很常見(jiàn)也必不可少的單元組件。本次課程設(shè)計(jì)給我們創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)：一是查閱資料將自己所學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)，模擬電子技術(shù)，以及傳感器的相關(guān)知識(shí)綜合運(yùn)用，二是系統(tǒng)了解溫度監(jiān)測(cè)的詳細(xì)過(guò)程，為日后的學(xué)習(xí)和工作增長(zhǎng)知識(shí)，積累經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)經(jīng)過(guò)查資料、撰寫設(shè)計(jì)

36、報(bào)告等，加強(qiáng)在電子技術(shù)方面解決實(shí)際問(wèn)題的能力，基本掌握常用模擬電子線路的相關(guān)知識(shí)，提高模擬電子線路的制作、調(diào)試和測(cè)試能力。</p><p>　　LM324系列由四個(gè)獨(dú)立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器，其中專為從單電源供電的電壓范圍經(jīng)營(yíng)。從分裂電源的操作也有可能和低電源電流消耗是獨(dú)立的電源電壓的幅度。應(yīng)用領(lǐng)域包括傳感器放大器，直流增益模塊和所有傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器現(xiàn)在可以更容易地在單電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的電路。例如，可直

37、接操作的LM324系列，這是用來(lái)在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松地將提供所需的接口電路，而無(wú)需額外的±15V電源標(biāo)準(zhǔn)的5V電源電壓。常見(jiàn)利用LM324設(shè)計(jì)電路有反相交流放大器、同相交流放大器、交流信號(hào)三分配放大器、測(cè)溫電路、有源帶通濾波器、比較器以及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等。</p><p>　　本電路就是利用LM324做成的測(cè)溫電路，溫度傳感部分是由熱敏電阻構(gòu)成的溫度傳感器，控制部分由滑動(dòng)變阻器和11個(gè)固定電阻組成，而光報(bào)警

38、主要用LM324集成芯片和8個(gè)LED發(fā)光二極管組成。</p><p>　　1、課程設(shè)計(jì)的目的和要求 </p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的 </p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)使得自己對(duì)于LM324溫度指示器的設(shè)計(jì)和制作有一定的了解。對(duì)于所涉及到的有關(guān)電路方面的知識(shí)有更多的了解和認(rèn)識(shí)，從而提高自己對(duì)于所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力和加深對(duì)知識(shí)的掌握程度。 </p&g

39、t;<p>　　2.學(xué)會(huì)焊接電路板、熟練使用電烙鐵、剪鉗、萬(wàn)用電表等電子工具。</p><p>　　3.熟悉電子線路Protel99 Multisim等軟件的使用方法。 </p><p>　　4.復(fù)習(xí)數(shù)電和模電知識(shí)并熟悉各電路部分的邏輯功能并掌握使用方法。</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　通過(guò)對(duì)本

40、次課程設(shè)計(jì)制作的安裝、焊接、調(diào)試了解電子產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造，訓(xùn)練動(dòng)手能力掌握元器件的識(shí)別、簡(jiǎn)易測(cè)試以及整機(jī)調(diào)試工藝。</p><p>　　2.初步掌握一般電子電路設(shè)計(jì)的方法，不斷提高自己各方面的動(dòng)手等能力。 </p><p>　　學(xué)會(huì)掌握安裝電子線路的基本技能和調(diào)試方法，善于在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解 問(wèn)題。 </p><p>　　對(duì)照電路原理圖，了解工作

41、原理，圖上符號(hào)，并與實(shí)物對(duì)照。</p><p>　　5.按照電路圖，將各元器件焊接在電路板上，再經(jīng)檢驗(yàn)是否有空焊、短路等情況，在做進(jìn)一步處理。</p><p><b>　　2、元件原理介紹</b></p><p>　　2.1 LM324:</p><p>　　LM324是四個(gè)運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外

42、形如圖所示。 LM324系列器件帶有差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器可用下圖2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

43、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。</p><p>　　LM324系列由四個(gè)獨(dú)立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器，其中專為從單電源供電的電壓范圍經(jīng)營(yíng)。從分裂電源的操作也有可能和低電源電流消耗是獨(dú)立的電源電壓的幅度。</p><p>　　應(yīng)用領(lǐng)域包括傳感器放

44、大器，直流增益模塊和所有傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器現(xiàn)在可以更容易地在單電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的電路。例如，可直接操作的LM324系列，這是用來(lái)在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松地將提供所需的接口電路，而無(wú)需額外的±15V電源標(biāo)準(zhǔn)的5V電源電壓。</p><p><b>　　LM324特點(diǎn)</b></p><p><b>　　運(yùn)放類型:低功率</b></p>

45、<p><b>　　放大器數(shù)目:4</b></p><p><b>　　帶寬:1.2MHz</b></p><p><b>　　針腳數(shù):14</b></p><p>　　工作范圍溫度:0°C to +70°C</p><p><b>　

46、　封裝類型:SOIC</b></p><p>　　3dB帶寬增益乘積:1.2MHz</p><p>　　變化斜率:0.5V/μs</p><p><b>　　器件標(biāo)號(hào):324</b></p><p>　　器件標(biāo)記:LM324AD</p><p>　　增益帶寬:1.2MHz</p&

47、gt;<p>　　電源電壓 最大:32V</p><p>　　電源電壓 最小:3V</p><p><b>　　芯片標(biāo)號(hào):324</b></p><p>　　表面安裝器件:表面安裝</p><p>　　輸入偏移電壓 最大:7mV</p><p>　　運(yùn)放特點(diǎn):高增益頻率補(bǔ)償運(yùn)算<

48、;/p><p>　　額定電源電壓:+15V</p><p>　　單位增益內(nèi)部頻率補(bǔ)償</p><p>　　大直流電壓增益100 dB的</p><p>　　高帶寬（單位增益）1兆赫（溫度補(bǔ)償）</p><p>　　電源范圍寬：?jiǎn)坞娫?V至32V電源或雙電源±1.5V至±16V</p>&l

49、t;p>　　極低的電源漏電流（700μA）基本上是獨(dú)立的電源電壓</p><p>　　低輸入偏置電流45 NA（溫度補(bǔ)償）</p><p>　　低的輸入失調(diào)電壓為2 mV和失調(diào)電流：5 NA</p><p>　　輸入共模電壓范圍包括地面</p><p>　　差分輸入電壓范圍的電源電壓等于</p><p>　　大輸

50、出電壓擺幅0V至V + - 1.5V</p><p><b>　　2.2熱敏電阻:</b></p><p>　　熱敏電阻器是敏感元件的一類,NTC熱敏電阻器，具有體積小，測(cè)試精度高，反應(yīng)速度快，穩(wěn)定可靠，抗老化，互換性，一致性好等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于空調(diào)、暖氣設(shè)備、電子體溫計(jì)、液位傳感器、汽車電子、電子臺(tái)歷等領(lǐng)域,按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度

51、系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。</p><p>　　正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）一般用于電冰箱壓縮機(jī)起動(dòng)電路、彩色顯像管消磁電路、電動(dòng)機(jī)過(guò)電流過(guò)熱保護(hù)電路、限流電路及恒溫電加熱電路。壓縮機(jī)起動(dòng)電路中常用的熱敏電阻器有MZ-0

52、1~MZ-04系列、MZ81系列、MZ91系列、MZ92系列和MZ93系列等。可以根據(jù)不同類型壓縮機(jī)來(lái)選用適合它起動(dòng)的熱敏電阻器，以達(dá)到最好的起動(dòng)效果。彩色電視機(jī)、電腦顯示器上使用的消磁熱敏電阻器有MZ71~MZ75系列?？筛鶕?jù)電視機(jī)、顯示器的工作電壓（220V或110V）、工作電流及消磁線圈的規(guī)格等，選用標(biāo)稱阻值、最大起始電流、最大工作電壓等參數(shù)均符合要求的消磁熱敏電阻器。限流用小功率PTC熱敏電阻器MZ2A~MZ2D系列、MZ21系

53、列，電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)用PTC熱敏電阻器有MZ61系列，應(yīng)選用標(biāo)稱阻值、開關(guān)溫度、工作電流及耗散功率等參數(shù)符合應(yīng)用電路要求的型號(hào)。</p><p>　　負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）一般用于各種電子產(chǎn)品中作微波功率測(cè)量、溫度檢測(cè)、溫度補(bǔ)償,溫度控制及穩(wěn)壓用，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的需要選擇合適的類型及型號(hào)。常用的溫度檢測(cè)用NTC熱敏電阻器有MF53系列和MF57系列,每個(gè)系列又有多種型號(hào)（同一類型、不同型號(hào)的NTC熱敏

54、電阻器，標(biāo)準(zhǔn)阻值也不相同）可供選擇常用的穩(wěn)壓用NTC熱敏電阻器有MF21系列、RR827系列等，可根據(jù)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)電壓值來(lái)選用熱敏電阻器穩(wěn)壓值及工作電流。常用的溫度補(bǔ)償、溫度控制用NTC熱敏電阻器有MF11~MF17系列。常用的測(cè)溫及溫度控制用NTC熱敏電阻器有MF51系列、MF52系列、MF54系列、MF55系列、MF61系、MF91~MF96系列、MF111系列等多種。MF52系列、MF111系列的NTC熱敏電阻器適用于-80

55、℃~+200℃溫度范圍內(nèi)的測(cè)溫與控溫電路。MF51系列、MF91-MF96系列的NTC熱敏電阻器適用于300℃以下的測(cè)溫與控溫電路。MF54系列、MF55系列的NTC熱敏電阻器適用于125℃以下的測(cè)溫與控溫電路。MF61系列、MF92系列的NTC熱敏電阻器適用于300℃以上的測(cè)溫與控溫電路。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)用的是NTC（如下圖1.1所示）。</p><p>　　圖 1.1 N

56、TC特性曲線</p><p>　　電阻值和溫度變化的關(guān)系式為：</p><p>　　RT = RN expB(1/T – 1/TN)</p><p>　　RT ： 在溫度 T （ K ）時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。</p><p>　　RN ： 在額定溫度 TN （ K ）時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。</p><p>

57、　　T ： 規(guī)定溫度（ K ）。</p><p>　　B ： NTC 熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。</p><p>　　exp： 以自然數(shù)e 為底的指數(shù)（ e = 2.71828 …）。</p><p>　　該關(guān)系式是經(jīng)驗(yàn)公式，只在額定溫度 TN 或額定電阻阻值 RN 的有限范圍內(nèi)才具有一定的精確度，因?yàn)椴牧铣?shù)B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。</p>

58、;<p>　　2.3發(fā)光二極管工作原理</p><p>　　發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED，由鎵Ga與砷AS、磷P的化合物制成的二極管。就LED而言，典型的導(dǎo)體材料為砷化鋁鎵(AlGaAs)。在純凈的砷化鋁鎵中，每個(gè)原子與相鄰的原子聯(lián)結(jié)完好，沒(méi)有多余的自由電子（帶負(fù)電荷的粒子）來(lái)傳導(dǎo)電流。而材料經(jīng)摻雜后，摻入的原子打破了原有平衡，材料內(nèi)或是產(chǎn)生了自由電子，或是產(chǎn)生了可供電子移動(dòng)的空穴。無(wú)論是自由電子數(shù)目的增

59、多還是空穴數(shù)目的增多，都會(huì)增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性。具有多余電子的半導(dǎo)體稱為N型材料，因其含有多余的帶負(fù)電荷的粒子。在N型材料中，自由電子能夠從帶負(fù)電荷的區(qū)域移往帶正電荷的區(qū)域。擁有多余空穴的半導(dǎo)體稱為P型材料，因?yàn)樗趯?dǎo)電效果上相當(dāng)于含有帶正電荷的粒子。電子可以在空穴間轉(zhuǎn)移，從帶負(fù)電荷的區(qū)域移往帶正電荷的區(qū)域。因此，空穴本身就像是從帶正電荷的區(qū)域移往帶負(fù)電荷的區(qū)域。一個(gè)二極管由一段P型材料同一段N型材料相連而成，且兩端連有電極。這種結(jié)構(gòu)只能沿

60、一個(gè)方向傳導(dǎo)電流。當(dāng)二極管兩端不加電壓時(shí)，N型材料中的電子會(huì)沿著層間的PN結(jié)(junction)運(yùn)動(dòng)，去填充P型材料中的空穴，并形成一個(gè)耗盡區(qū)。在耗盡區(qū)內(nèi)，半導(dǎo)體材料回到它原來(lái)的絕緣態(tài)——即所有的空穴都被填充，因而耗盡</p><p>　　光是一種能量形式，可由原子釋出。光由一些具有能量和動(dòng)量但無(wú)質(zhì)量的類粒子束組成。這些粒子稱為光子，是光的最基本單位。電子的躍遷會(huì)釋放出光子。在原子結(jié)構(gòu)中，電子在原子核周圍的軌道中

61、運(yùn)動(dòng)。電子在不同的軌道中具有不同的能量值。通常，能量更高的電子在離原子核更遠(yuǎn)的軌道中運(yùn)動(dòng)。為了讓電子能夠從低能軌道躍遷至高能軌道，就必須提高它的能級(jí)。反過(guò)來(lái)，電子從高能軌道跌落至低能軌道時(shí)則會(huì)釋出能量。這種能量就以光子的形式得到釋放。能量差約大，釋出的光子能量就越大，繼而表現(xiàn)為更高的頻率。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。</p><p>　　LED只能往一個(gè)方向?qū)?，發(fā)光二極管的反向

62、擊穿電壓約5 伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)管子的電流來(lái)控制LED 的亮度。</p><p>　　LED的特性 1．極限參數(shù)的意義    （1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過(guò)它的電流之積的最大值。超過(guò)此值，LED發(fā)熱、損壞。    （2）最大正向直流電流IFm：允

63、許加的最大的正向直流電流。超過(guò)此值可損壞二極管。    （3）最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過(guò)此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。    （4）工作環(huán)境topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。2．電參數(shù)的意義    （1）光譜

64、分布和峰值波長(zhǎng)：某一個(gè)發(fā)光二極管所發(fā)之光并非單一波長(zhǎng)，其波長(zhǎng)大體按圖2所示。由圖可見(jiàn)，該發(fā)光管所發(fā)之光中某一波長(zhǎng)λ0的光強(qiáng)最大，該波長(zhǎng)為峰值波長(zhǎng)。    （2）發(fā)光強(qiáng)度IV：發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度通常是指法線（對(duì)圓柱形發(fā)光管是指其軸線）方向上的發(fā)光強(qiáng)度。若在該方向上輻射強(qiáng)度為（1/683）W/sr時(shí)，則發(fā)光1坎德拉（符號(hào)為cd）。由于一般LED的發(fā)光二強(qiáng)度小，所以發(fā)光強(qiáng)度常用坎德拉(mcd)作單

65、位。</p><p>　?。?）光譜半寬度Δλ:它表示發(fā)光管的光譜純度.是指1/2峰值光強(qiáng)所對(duì)應(yīng)兩波長(zhǎng)之間隔.    （4）半值角θ1/2和視角：θ1/2是指發(fā)光強(qiáng)度值為軸向強(qiáng)度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。半值角的2倍為視角（或稱半功率角）。     （5）正向工作電流If：它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)的正向電流值。在實(shí)

66、際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0.6·IFm以下。    （6）正向工作電壓VF：參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在 IF=20mA時(shí)測(cè)得的。發(fā)光二極管正向工作電壓VF在1.4～3V。在外界溫度升高時(shí)，VF將下降。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)理論準(zhǔn)備</b></p><p>　　3．

67、1 Proteus簡(jiǎn)介</p><p>　　Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010

68、年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。</p><p><b>　　3、2功能特點(diǎn)</b></p><p>　　Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：</p><p><b>　　1．原理布圖&

69、lt;/b></p><p>　　2．PCB自動(dòng)或人工布線</p><p>　　3．SPICE電路仿真</p><p><b>　　革命性的特點(diǎn)</b></p><p><b>　　1．互動(dòng)的電路仿真</b></p><p>　　用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，

70、鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA， 部分SPI器件，部分IIC器件。</p><p>　　2．仿真處理器及其外圍電路</p><p>　　可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境.</p>

71、;<p>　　工具包括標(biāo)準(zhǔn)工具和繪圖工具，標(biāo)準(zhǔn)工具的內(nèi)容與菜單欄的內(nèi)容一一對(duì)應(yīng)，繪圖工具欄有豐富的操作工具，選擇不同的按紐會(huì)得到不同的工具操作工具</p><p>　　PROTEUS提供下例操作工具：</p><p>　　Component：選擇元器件</p><p>　　Junction dot：在原理圖中標(biāo)注連接點(diǎn)</p><p

72、>　　Wire label：標(biāo)注網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)</p><p>　　Text scrip：在電路中輸入說(shuō)明文本</p><p><b>　　Bus：繪制總線</b></p><p>　　Bus-circuit：繪制子電路塊</p><p>　　Instant edit mode：選擇元器件</p><

73、p>　　Inter-sheet terminal：對(duì)象選擇器列出輸入，輸出、電源、地等終端</p><p>　　Device Pin：對(duì)象選擇器將列出普通引腳、時(shí)鐘引腳、反電壓引腳和短接引腳等</p><p>　　Simulation graph：對(duì)象選擇器列出各種仿真分析所需的圖表</p><p>　　Tape recorder：當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)電路分割仿真時(shí)采用些

74、模式</p><p>　　Generator：對(duì)象選擇器列出各種激勵(lì)源</p><p>　　Voltage probe：電壓探針，電路進(jìn)入仿真模式時(shí)可顯示各探針處的電壓值</p><p>　　Current probe：電流探針，電路進(jìn)入仿真模式時(shí)可顯示各探針處的電流值</p><p>　　Virtual instrument：對(duì)象選擇器列出

75、各種虛擬儀器</p><p>　　2D graphics line：繪制直線（用于創(chuàng)建元器件或表示圖表時(shí)繪制線）</p><p>　　2D graphics box：繪制方框</p><p>　　2D graphics circle：繪制圓</p><p>　　2D graphics arc：繪制弧</p><p>　

76、　2D graphics path：繪制任意形狀圖形</p><p>　　2D graphics text：文本編輯，用于插入說(shuō)明</p><p>　　2D graphics symbol：用于選擇各種符號(hào)元器件</p><p>　　Makers for component origin etc：用于產(chǎn)生各種標(biāo)記圖標(biāo)</p><p>　　Se

77、t rotation：方向旋轉(zhuǎn)按鈕，以90度偏置改變?cè)骷姆胖梅较?lt;/p><p>　　Horizontal reflection：水平鏡像旋轉(zhuǎn)按鈕</p><p>　　Virtical reflectoin：垂直鏡像旋轉(zhuǎn)按鈕</p><p>　　在PROTEUS中提供了13種信號(hào)源，對(duì)于每一種信號(hào)源參數(shù)又可進(jìn)行設(shè)置。</p><p>&l

78、t;b>　　DC：直流電壓源；</b></p><p>　　Sine：正弦波發(fā)生器。</p><p>　　Pulse：脈沖發(fā)生器。</p><p>　　Exp：指數(shù)脈沖發(fā)生器。</p><p>　　SFFM：?jiǎn)晤l率調(diào)頻波信號(hào)發(fā)生器。</p><p>　　Pwlin：任意分段線性脈沖信號(hào)發(fā)生器。<

79、/p><p>　　File：File信號(hào)發(fā)生器。數(shù)據(jù)來(lái)源于ASCII文件。</p><p>　　Audio：音頻信號(hào)發(fā)生器。數(shù)據(jù)來(lái)源于wav文件。</p><p>　　DState：穩(wěn)態(tài)邏輯電平發(fā)生器。</p><p>　　DEdge：?jiǎn)芜呇匦盘?hào)發(fā)生器。</p><p>　　DPulse：?jiǎn)沃芷跀?shù)字脈沖發(fā)生器。</p

80、><p>　　DClock：數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。</p><p>　　DPattern：模式信號(hào)發(fā)生器。</p><p>　　Device.LIB</p><p>　　（電阻、電容、二極管、三極管等常用元件庫(kù)）</p><p>　　74ALS.LIB（74系列ALS TTL元器件庫(kù)）</p><p>

81、;　　74S.LIB74系列肖特苦TTL元器件庫(kù)）</p><p>　　74F.LIB（74系列快速TTL元器件庫(kù)）</p><p>　　74HC.LIB（74系列和4000系列高速CMOS元器件）</p><p>　　ANALOG.LIB（調(diào)節(jié)器、運(yùn)放和數(shù)據(jù)采樣IC）</p><p>　　CAPACITORS.LIB（電容）</p&g

82、t;<p>　　CMOS.LIB（4000系CMOS元器件）</p><p>　　ECL.LIB（ECL 10000系列元器件）</p><p>　　I2CMEM.LIB（I2C存儲(chǔ)器）</p><p>　　MEMORY.LIB（存儲(chǔ)器）</p><p>　　MICRO.LIB（常用微處理器）</p><p&

83、gt;　　OPAMP.LIB（運(yùn)算放大器）</p><p>　　RESISTORS.LIB（電阻）</p><p>　　3、3 Proteus快捷鍵</p><p>　　F8：全部顯示 當(dāng)前工作區(qū)全部顯示</p><p>　　F6：放大以鼠標(biāo)為中心放大</p><p>　　F7：縮小以鼠標(biāo)為中心縮小</p>

84、<p>　　G：柵格開關(guān)柵格網(wǎng)格</p><p>　　Ctrl+F1：柵格寬度0.1mm 顯示柵格為0.1mm，在pcb的時(shí)候很有用</p><p>　　F2：柵格威0.5mm 顯示柵格為0.5mm，在pcb的時(shí)候很有用</p><p>　　F3：柵格威1mm 顯示柵格為1mm，在pcb的時(shí)候很有用</p><p>　　F4：柵

85、格威2.5mm 顯示柵格為2.5mm，在pcb的時(shí)候很有用</p><p>　　Ctrl+s：打開關(guān)閉磁吸 磁吸用于對(duì)準(zhǔn)一些點(diǎn)的，如引腳等等</p><p>　　x：打開關(guān)閉定位坐標(biāo) 顯示一個(gè)大十字射線</p><p>　　m：顯示單位切換 mm和th之間的單位切換，在右下角顯示</p><p>　　o：重新設(shè)置原點(diǎn) 將鼠標(biāo)指向的點(diǎn)設(shè)為原點(diǎn)&

86、lt;/p><p><b>　　u：撤銷鍵</b></p><p><b>　　Pgdn：改變圖層</b></p><p><b>　　Pgup：改變圖層</b></p><p>　　Ctrl+Pgdn：最底層</p><p>　　Ctrl+pgup：最頂層

87、</p><p>　　Ctrl+畫線：可以劃曲線</p><p><b>　　R：刷新</b></p><p><b>　　+ -：旋轉(zhuǎn)</b></p><p><b>　　F5：重定位中心</b></p><p><b>　　4、電路原理圖&

88、lt;/b></p><p>　　電路原理圖如下圖所示</p><p>　　R19是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻器，起溫度傳感器的作用，其電阻值將隨著溫度的變化而變化。本電路由LM324集成運(yùn)放構(gòu)成比較電路，電壓比較器的基本原理是通過(guò)對(duì)輸入電壓的比較，使輸出高電平或者電平。當(dāng)運(yùn)放的同相信號(hào)輸入端電壓大于同相信號(hào)輸入電壓時(shí)，運(yùn)放輸出低電平。當(dāng)發(fā)熱體靠近熱敏電阻R19時(shí)，熱敏電阻溫度升高，阻

89、值減小，此時(shí)熱敏電阻與相鄰橋臂上的電阻依次比較，使得橋臂上電壓出現(xiàn)電壓差，所以熱敏電阻受溫度影響所產(chǎn)生的輸出電壓送至LM324內(nèi)部比較器，使得其同相輸入大于反相輸入，輸出高電平，使二極管導(dǎo)通發(fā)光，從而LED發(fā)光二極管依次點(diǎn)亮達(dá)到溫度指示的作用。二極管每亮一個(gè)溫度就升高10℃，從而判斷熱敏電阻所受的實(shí)時(shí)溫度。</p><p>　　注意事項(xiàng)：1、調(diào)節(jié)R1電位器可使指示燈在規(guī)定溫度下只亮一只，R2-R9為分壓電阻。&l

90、t;/p><p>　　2、初始溫度為室內(nèi)常溫，只亮一支LED8發(fā)光管，當(dāng)溫度升高10度左右就點(diǎn)亮LED7，在升高10度就點(diǎn)亮LED6，以此類推。</p><p>　　3、電烙鐵加熱R19熱敏電阻。注意保持距離在2毫米左右，來(lái)觀察試驗(yàn)發(fā)光管的明暗數(shù)量，溫度越高亮的發(fā)光管數(shù)量就越多，反之越少。</p><p>　　4、工作電壓：5.0v</p><p&g

91、t;　　5、元件清單: </p><p>　　LM324溫度指示器材料配套清單</p><p>　　6、仿真、手工焊PCB板并進(jìn)行電路調(diào)試</p><p>　　電路焊接好之后，觀察無(wú)明顯問(wèn)題后接通+5v電源，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得只有D8亮，用電烙鐵當(dāng)做熱源，給熱敏電阻加熱，由于該電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，所以加熱它時(shí)，其電阻阻值減小，該電路初始只亮D8，每當(dāng)溫度上

92、升10℃時(shí)燈依次點(diǎn)亮一個(gè)，直至8個(gè)燈全部點(diǎn)亮。</p><p>　　圖3.7左邊為初始溫度下亮燈指示，只亮一個(gè)燈，右邊為溫度上升70℃時(shí)所有燈全部亮。</p><p><b>　　電路調(diào)試</b></p><p>　　任何一個(gè)電子電路，甚至是已被他人實(shí)驗(yàn)證明是成功可行的電子電路，按照設(shè)計(jì)的電路原理圖，并不能立即投入運(yùn)行。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)各種客觀

93、的因素難以預(yù)測(cè)，加之元器件參數(shù)和不同程度的誤差，所以必須通過(guò)安裝后的調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計(jì)方案的不足之處，采用措施加以彌補(bǔ)，以使電路達(dá)到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)。所以，電子電路的調(diào)試是保證電路正常工作和性能優(yōu)良的關(guān)鍵之一。在本次課程設(shè)計(jì)中，安裝好之后將正接線柱接上+5V、負(fù)接線柱接地?？梢钥吹接?個(gè)發(fā)光二極管亮，當(dāng)用電烙鐵的烙鐵頭靠近熱敏電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)第八個(gè)發(fā)光二極管亮起。說(shuō)明該電路具有超溫報(bào)警的功能。</p><p><

94、b>　　注意事項(xiàng)</b></p><p>　　在通電調(diào)試之前，一定要認(rèn)真檢查焊接的電路是否有錯(cuò)焊、漏焊、虛焊等。用萬(wàn)用表歐姆擋，測(cè)量芯片各引腳和各個(gè)元器件之間的連接是否正常，測(cè)量各個(gè)元器件之間的連接是否正常。用電壓表把各個(gè)芯片所用的電壓調(diào)到規(guī)定的數(shù)值。檢查各個(gè)芯片的接地是否連接牢固。檢查無(wú)誤，經(jīng)指導(dǎo)老師同意后，方可通電調(diào)試。</p><p>　　調(diào)試中出現(xiàn)的故障及故障的診

95、斷與排除方法</p><p>　　在電路的調(diào)試中，剛開始的時(shí)候，發(fā)光二極管都是不亮的，這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)的原因有可能是芯片燒壞，后來(lái)經(jīng)過(guò)檢查電路，才發(fā)現(xiàn)我們有兩個(gè)引腳沒(méi)接上，該接上地線的線路也沒(méi)接上，真是粗心。后來(lái)發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管一直亮著，結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱敏電阻和可調(diào)電阻焊反了，再次購(gòu)置，我們進(jìn)行安裝和調(diào)試，8個(gè)發(fā)光二極管終于能隨溫度的變化而變化。</p><p>　　7、課程設(shè)計(jì)收獲和心得</p

96、><p>　　本次圓滿完成對(duì)電路LM324溫度指示電路的設(shè)計(jì)、仿真及調(diào)試工作，從了解LM324的功能特點(diǎn)，工作原理，典型電路設(shè)計(jì)，到對(duì)本電路的制作過(guò)程，使我對(duì)不僅LM324的使用有了個(gè)基本的了解，也對(duì)電路設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步了解。在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識(shí)問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下終于圓滿解決，比如在仿真的過(guò)程中在軟件里面沒(méi)有熱敏電阻，最后在老師的指導(dǎo)下用滑動(dòng)變阻器來(lái)代替起到了同樣的效果，在開始的時(shí)候用Multisim軟

97、件費(fèi)了很大的精力都沒(méi)仿出來(lái)，最后在老師的建議下用protuse輕松完成，這說(shuō)明了選擇也是同樣很重要的。此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的東西，我從這次的設(shè)計(jì)中還感受到堅(jiān)持的重要性，做事情不能輕言談放棄，雖然過(guò)程不順利，與想象中相去甚遠(yuǎn)。但是只要我們能堅(jiān)持，朝著自己既定的目標(biāo)前進(jìn)，就一定會(huì)走到終點(diǎn)。一點(diǎn)小小的挫折實(shí)際上是在為最后的美景做鋪墊，當(dāng)我們守得云開見(jiàn)月明的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，沿途的曲折其實(shí)是在考驗(yàn)我們的目標(biāo)是否堅(jiān)定。堅(jiān)持下來(lái)，我們

98、會(huì)收獲豐碩的果實(shí)。電子課程設(shè)計(jì)，不僅讓我們的知識(shí)更加牢固，還讓我意識(shí)到我們所學(xué)的知識(shí)可以與生活緊密的聯(lián)系起來(lái)。這讓我對(duì)自己有了更多的信心，因?yàn)槲覀冊(cè)诖髮W(xué)里</p><p><b>　　8、致謝</b></p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)做的比較辛苦，花費(fèi)了大量的時(shí)間，但是最后還是成功完成了，這與老師的耐心指導(dǎo)是分不開的，同時(shí)我也在老師身上學(xué)到了很多東西，因此特在此對(duì)我的

99、指導(dǎo)老師表示感謝！同時(shí)也要幫助所有幫助過(guò)我的同學(xué)。</p><p><b>　　9、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第5版). 北京：高等教育出版社</p><p>　　[2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分(第五版). 北京: 高等教育出版社</p><p>　　[3] 康華光.電