設計課課程設

2.1課程實際目的鞏固所學的相關理論知識實踐所掌握的電子制作技能會運用仿真軟件對所作出的理論設計進行模擬仿真測試，進一步完善理論設計通過查閱手冊和文獻資料，熟悉常用電子器件的類型和特性，并掌握合理選用的元器件的原則掌握模擬電路的安裝、測試與調試的基本技能，熟悉電子儀器的正確使用方法，能分析實驗中出現的正常或不正常（或數據）獨立解決調試中所發生的問題學會撰寫課程設計報告培養實事求是、嚴謹的工作態度和嚴肅的工作作風完成一個實際的電子產品，提高分析問題、解決問題的能力2.2課程實際要求設計和制作一個模擬汽車電子水溫表電路水溫情況由熱敏電阻（或其它溫度傳感器）獲取水溫高低通過5個發光二極管以光柱形式指示根據要求設計出電路圖，分析工作原理，計算原件參數列出所有元器件清單安裝調試所設計的電路，達到設計要求汽車電子水溫表原理汽車電子水溫表利用熱敏電阻與溫度的變化關系的特性來計算發動機冷卻系內的冷卻水溫度子水溫表克服了機械式水溫表和直感式水溫表存在的精度低，抗振動性差等缺點，其具有靈活性、經濟性、穩定性等優點。汽車電子水溫表通過一個負溫度系數的熱敏電阻來表征冷卻水的溫度電子線路則通過對電路中電流的變化量進行放大將放大后的電壓量與基準電壓進行比較進而控制發光二極管的導通和關斷，達到提示的作用。/8電路方4.1基于集成運算放大器的水溫報警器此系統是基于運算放大器而設計的，運算放大器具有輸入電阻大、輸入電阻小、開環增益大等優點。運算放大器供電端一端接5V，另一端接地。運算放大器線性運用時在輸出端的電壓可以通過改變反饋網絡的電阻進行比較精準的比例放大；在非線性運用時運算放大器可用作電壓比較器當運算放大器的同相端輸入電壓大于反相端電壓時，運放輸出5V，反之輸入0V，以此來實現壓的比較功能此功能可用于取樣電壓與基準電壓的比較輸出來控制相應的發光二極管是否點亮。4.2設計思路模擬熱敏電阻、取樣實時電壓同相比例電壓放大通過分壓電阻產生基準電壓

比較電壓大小

驅動發光二極管由于實驗室條件有限，這里沒有直接采用溫度傳感器或是熱敏電阻，而是通過滑動變阻器的分壓式來模擬溫度傳感器的輸出電壓。從節約能耗的觀點出發，將實際模擬量轉變成電量的電路不會采用很高的供電電壓因此從溫度傳感器/8輸出的對應電壓量是非常微弱的以取樣的電壓量在進行進一步處理之前必須進行放大取樣電壓放大后采用和基準電壓比較的形式來控制是否點亮某個發光二極管比較的基準電壓是由若干個電阻對恒定的供電電源分壓產生的每個分壓電阻的首端對地的電壓存在梯度過改變分壓電阻的阻值可以得到點亮不同發光二極管的不同基準電壓。4.3工作原理電路圖如下：模擬溫度傳感器將溫度模擬量轉換成電壓量。這里直接用滑動變阻器的分壓式電壓來模擬溫度傳感器的輸出電壓。模擬溫度傳感器電路

/8利用五個同阻值的電阻對恒定的供電電壓進行分壓，以得到存在電壓梯度的比較基準電壓。基準電壓產生電路利用運算放大器將取樣電壓與基準電壓相比較，以達到控制相應發光二極管是否發光。電壓比較電路/8用五個不同顏色的發光二極管做提示之用個二極管都單獨受某一個運算放大器的輸出電壓控制。發光二極管提示電路4.4元器件與參數這里的運算放大器采用多運算放大器的集成芯片LM324為了使系統有較高的靈敏度，采用?的滑動變阻器；發光二極管采用管壓降較小、額定電流較大的二極管；分壓電阻、限流電阻均可采用1K?的定值電阻。4.5仿真結果與分析/8當調節滑動變阻器時，發光二極管會由下至上依次量起，由于采用了不同的顏色，因此當燈亮起時，會給使用者以提示的作用。4.6器件清單表元器件名稱

個數

型號

主要參數IC滑動變阻器定值電阻發光二極管

1100