8路温度巡回检测、报警系统

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1、实用标准文案8路巡回检测、报警系统一、摘要随着电子技术的发展，家用电器和办公设备的智能化、系统化已成为发展趋势，而这些高性能几乎都要通过电子电路实现。同时，温度作为与我们生活息息相关的一个环境参数，对其的测量和研究也变得极为重要。本实验基于数字、模拟电子电路相关知识，实现了8路温度巡回检测、报警系统。此系统包括555时钟电路、计数与译码显示电路、拨码开关和数据选择电路、蜂鸣报警电路、电压比较电路、Pt100测温电路等模块。各模块焊接前均用Multisim软件对电路进行了仿真。8路通道中，有6路采用拨码开关实现对通道的工作状态模拟，1路采用滑动变阻器与

2、窗口比较器实现通道的工作状态模拟，还有1路为热电阻Pt100的测温电路，且后两路通道均设置两个阈值，可检测系统工作状态是否处于正常范围之内。该系统能够对多个通道的工作状态（如温度）是否正常进行巡回检测。当某一通道出现故障（如超温）时，由巡回检测系统发出报警并显示故障的通道号，故障排除后，系统可继续进行巡回检测。文档实用标准文案二、设计任务2.1设计选题选题八：8路巡回检测、报警系统的设计与实现2.2设计任务要求（1）基本要求：用十进制计数器、数据选择器、显示译码器和适当门电路设计一个8路循环检测报警器，循环检测周期不超过8秒。当某一路出现故障（如超温

3、）时停止检测，并且发出报警和显示故障的通道号；（2）扩展要求1：电源电压模拟：要求采用滑动变阻器设计与实现2路电源电压输出的模拟。电压比较器可设定上、下限电压报警值；（3）扩展要求2：实现1路热电阻Pt100的测温电路。三、方案设计与论证接通电源后，555芯片在3口输出10Hz的时钟信号，在此信号的控制下，74ls160开始在0~7内循环计数，通过QA，QB，QC，QD输出BCD码到74ls47和74ls151的A，B，C端口。八路通道的电压输出值送入74LS151八路数据选择器的D0~D7端，74LS151的Y和~W互为反码形式输出，Y接74LS1

4、60的控制端ENT，~W接蜂鸣器。正常情况下，~W输出为低电平，无法驱动三极管，蜂鸣器不响。当有某一路或多路出现故障时，Y端输出为低电平，计数器74LS160停止计数，QA，QB,QC输出数据保持为出现故障时接受的二进制码，通过译码器在共阳数码管上显示的是一个不变的值，即故障通道号，~W端输出一个高电平，三极管导通，蜂鸣器响。系统方框图见图1：图1系统方框图此系统全部使用硬件搭建，未使用单片机，无需编程，芯片采用了文档实用标准文案74系列，在满足题目要求的前提下降低了系统的开发成本，且硬件电路结构简单，易于实现。四、电路单元参数的选定和设计实现4.1

5、555时钟电路将555接成多谐振荡器，当RST为高电平时电路正常工作。DIS端为555芯片内部三极管的集电极，当输出为高时，DIS端电压被拉低至0V，电容C1通过D2,R2放电，反之，输出为低时，VCC通过R1，D1给C1充电。电路参数计算过程如下：充电时间：放电时间：振荡周期：取可得：，，，电路图如图2所示：图2555时钟电路文档实用标准文案输出端仿真波形如图3所示：图3555仿真输出波形4.2计数与译码显示电路在时钟信号作用下，当数据控制端处于高电平时，74ls160开始计数，通过QA，QB，QC，QD输出BCD码到74ls47的A，B，C，D端

6、,数码管实时显示当前检测的通道号。计数至8时QD（D为最高位）端出现高电平，通过反相器74ls04输出一个低电平接回74ls160的~CLR端，计数清零，重新在0~7之间循环计数。采用74ls47驱动显示译码电路，显示部分使用的是共阳数码管，74ls47的OA~OG输出端分别接数码管的A~G,，完成对74ls160计数的同步显示。通过上拉电阻对数码管进行分压限流。经查询，得知LED数码显示模块的工作电压为1.66V，工作电流为10mA。上拉电阻阻值计算为：（取300Ω）数码管显示电路如图4所示：文档实用标准文案图4数码管显示电路4.3拨码开关和数据选

7、择电路八路通道参数由拨码开关模拟，送入74LS151八个数据输入口，其中A,B,C为数据选择端口。正常情况下，Y为高电平，~W输出为低电平，故障时，Y为低电平，~W输出为高电平。为防止电流过大，拨码开关接有上拉电阻。74LS151的输出逻辑式为：（即Y和~W互为反码形式输出）拨码开关和数据选择电路如图5所示：文档实用标准文案图5拨码开关和数据选择电路4.4蜂鸣器报警电路正常情况下，~W输出为低电平，无法驱动三极管，蜂鸣器不响，当有某一路或多路出现故障时，74ls151芯片的~W脚输出一个高电平（经实验检测为3.7v），三极管导通，蜂鸣器响，数码管显示

8、故障通道号。蜂鸣器报警电路如图6所示：图6蜂鸣器报警电路文档实用标准文案4.5电压比较电路电压比较电路由两部