实用温度监测系统学院：电子信息工程学院专业：通信工程1303学生姓名：张艺学号：13211075任课教师：刘颖2015年06 月10 日目录实验题目：失真放大电路 .............. 错误！未定义书签。
1 实验题目及要求 (2)2 实验目的与知识背景 (2)2.1 实验目的 (2)2.2 知识点 (2)3 实验过程 (4)3.1 选取的实验电路及输入输出波形 (4)3.2 每个电路的讨论和方案比较 (16)3.3 分析研究实验数据............. 错误！未定义书签。
4 总结与体会 (20)4.1 通过本次实验那些能力得到提高，那些解决的问题印象深刻，有那些创新点。
(20)4.2 对本课程的意见与建议......... 错误！未定义书签。
5 参考文献 (21)目录1.电路设计及原理分析 (3)1.1设计任务 (4)1.2技术指标 (4)1.3电路原理图 (5)1.4基本原理 (5)2.电路模拟与仿真 (6)2.1仿真软件 (6)2.2创建电路模拟图 (9)2.3元件列表 (9)2.4仿真记录与结果分析 (10)3.实际电路的安装调试 (15)3.1 元件参数确定 (15)3.2 电路板布线设计 (15)3.3 焊接 (15)3.4调试与测量 (15)3.5分析结果及改进 (16)4.总结 (176)5.心得体会 (177)6.参考文献 (198)1.电路设计及原理分析1.1设计任务通过Proteus软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。
通过比较器产生“数字模拟信号”，使得在信号产生的时候，震荡电路工作产生震荡信号驱动扬声器报警。
1.2技术指标a.当温度在设定范围内时报警电路不工作；b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警；c.上下限低于报警led用不同颜色；d.上下限可调；e.控温精度度 1℃f.监测范围0.5℃1.3电路原理图1.4基本原理本课设选用热敏电阻作为温度感应元件。
热敏电阻的基本特性是温度特性。
由于热敏电阻是由半导体材料制成的，其中的载流子数目是随温度的升高按指数规律迅速增加的。
载流子数目越多，导电能力越强，其电阻率也就越小，因此热敏电阻的电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小。
这和金属中自由电子的导电机制恰好相反，金属中的电阻值是随着温度的上升而缓慢增大的。
热敏电阻有正温度系数，临界温度系数与负温度系数之分，本实验所用的为负温度系数的热敏电阻,在较小的温度范围内，其电阻-温度特性曲线是一条指数曲线，可表示为RT=αe T β式中，RT 为温度为T 时的电阻值，α与β为与半导体性能有关的常数，T 为热敏电阻的热力学温度。
本课设用的比较器器件是LM324，这是一个带有四个运算放大器的芯片，其管脚如图所示。
我们选择第一组和第二组进行高低温比较。
集成运算放大器A1、A2构成单门限比较器， A4构成振荡电路。
电路中的热敏电阻Rt 与RV3串联，分压值为Va ，分别加在运放图1-1 电路原理图A1、A2同相端与反相端上，与上、下限设置温度RV1、RV2的分压比较，当Va介于上限、下限电压值之间时，A1、A2均输出高电平，D2、D3反偏截止均不亮；当Va大于RV1的分压时，A2输出低电平，D3发光。
当Va大于RV2的分压时，A1输出低电平，D2发光。
任何一个发光二极管导通时A4所在电路即产生振荡，驱动喇叭发出报警声。
调整C3、R8可改变振荡频率。
调节RV1和RV2可分别调整报警的上限和下限。
当电位器上端阻值减小时，报警点下降。
当上端阻值增大时，相应的报警点升高。
调节RV3可以调整比较电压的大小，从而能根据热敏电阻的温度特性与环境变化带来的需求变化进行调整。
其他各电阻起分压作用，以便各电位合适。
该电路可以监测在一定温度下的环境，当高于上限或低于下限时会亮灯并报警，可以很好用于很多温度监测领域。
2.电路模拟与仿真2.1仿真软件2.1.1 proteus简介Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
proteus 与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU 的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。
因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。
对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。
2.1.2 Proteus中EDA工具软件Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。
这些功能是：（1）原理布图（2）PCB自动或人工布线（3）SPICE电路仿真2.1.3 Proteus革命性的特点:（1）互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。
（2）仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、A VR、PIC、ARM、等常用主流单片机。
还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。
配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。
2.1.4 Proteus 四大功能模块（1）智能原理图设计（ISIS）丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。
（2）完善的电路仿真功能（Prospice）ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；（3）独特的单片机协同仿真功能（VSM）支持主流的CPU类型：如ARM7、8051/52、A VR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器；支持通用外设模型：如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等，其COMPIM （COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信；实时仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；编译及调试：支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、A VR、PIC 的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试；（4）实用的PCB设计平台原理图到PCB的快速通道：原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB设计环境，实现从概念到产品的完整设计;先进的自动布局/布线功能：支持器件的自动/人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D 可视化预览；多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件。
（5）与Multisim的比较Multisim可以支持模拟电子电路的仿真，在数字电路仿真方面逊于Proteus；反过来，在模拟电路仿真方面，Proteus弱于Multisim。
但在不含大量晶体管等电路元件的情况下，仿真效果还是较为准确的。
如果需要进行较为复杂的模拟电路的仿真，则最好选择Multisim。
2.2创建电路模拟图在proteus中创建如下电路图2-1所示：（热敏电阻用电位器代替以便仿真）。
图2-1 实验电路图2.3元件列表元器件列表元件名称数量备注LED-GREEN(绿发光二极管) 1LED-RED(红发光二极管) 1LM324(运算放大器) 1POT-HG(可调电阻) 3 2K两个,5K两个RES(电阻) 13CAP(电容) 4 0.01uF两个,0.1uF一个, 4.7uF一个NTSD0WF104(热敏电阻) 1Speaker（喇叭） 1Battery(直流电源) 12.4仿真记录与结果分析2.4.1电路图绘制原理图编辑窗口（The Editing Window）：顾名思义，它是用来绘制原理图的。