文档介绍：我们本次课程设计的主题是做一个简易温度控制器。根据课题， 我们设计用纯比较运算放大器实现其任务要求O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 放大器与设定温度值进行比较，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。
为模拟温度变化，此设计用滑动变阻器代替热敏电阻，而加热部 分，用继电器连接两LED灯模拟实现。
关键词：温度控制、温度模拟量、纯比较运算放大器
1、设计任务和要求 4
1设计任务 4
2设计要求 4
厶系统设计 5
1系统要求 5
2方案设计 5
3系统组成及工作原理 7
3、单元电路设计 8
1测温部分单元电路 8
1. 1电路结构及工作原理 8
1. 2电路仿真 8
3. 1. 3元器件的选择 8
8
3. 2. 1电路结构及工作原理 8
3. 2. 2电路仿真 9
3. 2. 3元器件的选择 9
9
3. 3. 1电路结构及工作原理 9
3. 3. 2电路仿真 10
3. 3. 3元器件的选择 10
10
3. 4. 1电路结构及工作原理 11
3. 4. 2电路仿真 11
3. 4. 3元器件的选择 11
4、 系统仿真 13
5、 电路安装、调试与测试 16
5. 1电路安装 16
5. 2电路调试 16
5. 3系统功能及性能测试 17
5. 17
5. 3. 2测试结果及分析 17
6、 参考文献 19
7、 总结和体会 20
8、 附录 21
1、设计任务及要求
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。
1. 2设计要求
1、 当水温小于50°C时，Hl、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°C,但小于60°C时，H1加热器打开，H2加热 器关闭；
3、 当水温大于60°C时，Hl、H2两个加热器同时关闭；
4、 当水温小于40°C,或者大于70°C时，用红色发光二极管发出 报警信号；
5、 当水温在40°C〜70°C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0rCAD/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。
2、系统设计
2. 1系统要求
主要技术要求为将温度模拟信号转变为数字温度信号再转化为 控制信号，对报警电路和控制电路进行控制。任务要求有四个温度控 制点（分别存在各个器件的控制）•如下（）：
一红灯-► 绿灯 ★红灯 ►
H1
40'C 50'C 60'C 70'C
2. 2方案设计
根据任务要求，查阅资料可采用555时基电路、比较运算放大器
和555集成逻辑电路的组合电路、纯比较运算放大器电路、单片机。
方案一：555时基电路
IC1555集成电路接成自激多谐振荡器，Rt为热敏电阻，当水温 温度发生变化时，由电阻器R1、热敏电阻器Rt、电容器Cl组成的振 荡频率发生变化，频率的变化通过集成电路IC1555的3脚送入频率 解码器集成电路IC2 LM567的3脚，当输入的频率正好落在IC2集成 电路的中心频率时，8脚输出一个低电平，使得继电器K导通，触电 吸合，从而控制设备的通断，形成温度控制电路的作用。
方案二：单片机
对于单片机而言，由于现阶段专业知识有限，单片机还不能完全 掌握，并且其成本较组合电路更高。
方案三：组合电路
对组合电路而言，一个组合只能完成一个温度控制点的控制，成 本较高并且非常不实用。
方案四：纯比较运算放大器
运算放大器可以实现对温度控制的报警和控制加热。
综合考虑成本、焊接难度和任务要求后选用了纯比较运算放大器 电路•其有以下优点：输入输出规则、元件体积小、管脚少焊接简单、 价格低廉。
2. 3系统组成及工作原理
原理方框图如下:
系统组成及工作原理：由测温部分，比较部分，报警部分，控制 部分四部分组成，测温部分用热敏电阻将温度模拟量转变为数字信 号，与给定值在比较部分进行比较，输出高