8路巡回检测、报警系统的设计与实现 下载本文

电路及仿真波形如下图所示

图时钟发生电路

图仿真波形

窗口电压比较器电路

窗口电压比较器有两个阈值,实验要求超过其上下限时输出低电平,所以用两片运算发大器接成具有不同阈值的电压比较器即可,这里的运算发大器采用的是LM324,由于阈值的上下限可调所以用滑动变阻器构成的分压器电路。 上限电压:

VCC*(R2?R3)?3V

R1?R2?R3下限电压:

VCC*R2?2V

R1?R2?R3取R1?510?,R2?1K?,R3?1K? 输入低于下限电压2V时 输入高于上限电压3V时

温度传感器电路

采用R1,R2,R3,Pt100构成单臂测量电桥,当Pt100电阻与R1,R2,R3不同时,电桥输出

一个mV级的压差信号U1,U1,经过运放LM324放大后输出期望大小的电压U2,电路中R7=R6,R1=R4,放大倍数=R6/R1,运放采用单一5V供电。Pt100随温度变化阻值发生改变后,U2大小正负也随之改变,因此,采用双LM324,可保证Pt100>R,Pt100

放大倍数:Au?R6 R1E*?R4R?R?|RPt100?R|U1?电桥输出电压:

电路如下图所示:

Pt100

Pt100>R时

4 装配与调试过程

装配注意事项

1、注意电路布局;2、尽量少用跳线;

测试仪器

(1)万用表;(2)直流稳压电源:EM1712 DC; (3)信号源: (4)示波器:TDS3502B 500MHz

拨码开关电路、数据选择器和蜂鸣报警电路的测试

在电路上电的情况下,拟给数据选择器一个地址输入,选通相应的数据通道,然后测量输出端Y的电平状态是否与该通道的输入电平状态一致,若输入为高电平,蜂鸣器应该响起警报声,低电平时不响,只有满足上述条件才认为该部分电路设计正确。具体的实物电路如图所示。

数据选择器检测采用先设置74LS151的地址输入,即选定一个数据输入通道,然后检测的是输出端Y的电平是否随着该数据输入通道的电平变化而变化。具体过程如下:

1、如图(左图)所示,设置74LS151的地址输入为100(红线接地,TTL悬空为高电平),即选通的数据通道为D4;。

2、从中可以看出,输出端~W的电压为,可认为低电平,与Y端输出相反。

3、从图(右图)可得,~W端电压为,可认为是高电平,Y端为低电平,此时蜂鸣器发出报警时,满足输入为高电平时报警的条件。

对于其余7路通道的检测,方法亦如此,只有改变输入地址即可。最终检测结果是该部分电路满足设计的要求。

循环计数器、译码显示电路的测试

74LS160的是时钟输入可以用信号发生器的方波替代,给电路上电,计数器在时钟信号的作用下开始循环记数,并将计数状态送给7447进行译码,结果在数码管上显示。将计数器的ENP端接成高电平,观察数码管是否循环显示,测试结果如下:

图 图 图图中显示为数字6,可以看到数码管有两处不能正常显示,图中的数字0亦如此,但不影响其正常功能,我们依旧可以观察到数码管0~7的数字显示,所以,此单元测试符合要求。

时钟发生电路的测试

555时钟电路接入电源后,用示波器观察能显示出占空比为50%的方波。实际555电路输出波形如图所示。从图中可以看出方波频率f=,经计算,满足巡回检测周期不超过8s的要求。

窗口电压比较电路的测试

窗口电压比较器的测试方法为:在确保电路已经上电的情况下,调节电容,使得该电路有两个不同的电压阈值,同时使输入电压从小于下限电压的值慢慢增大,直到大于上限电压为止。观察其输出端是否满足“低电平——高电平——低电平”的变化规律。

上限电压 下限电压