数显温度报警器

时间：2023-10-12 百科知识版权反馈

【摘要】：②当温度低于5℃或高于8℃时，延时3秒后，蜂鸣器发出变化的报警器声音，而数码管显示相应的温度，并会一闪一闪。CD4011的12、13脚为低电平，经反相后11脚输出高电平，经D3、D4编码和CD4511译码，数码管显示5。④当温度继续上升时，使A点电位高于D点，低于E点，温度定为7℃。因为LM324只有4个比较器，所以在8℃范围内或超过8℃时，都会发出报警。②因为一个数码管无法显示两位数温度，所以实训中所涉及的温度，均为一个虚拟的温度。

七、数显温度报警器

(一)实训

1.实训电路设计要求

设计一个温度数显报警器，能够实现如下功能：　

①温度控制在5℃～8℃范围内(因为一个数码管无法显示两位数的温度，所以这个数显的温度为模拟的温度)，数码管能够按实际的显示相应的温度数。

②当温度低于5℃或高于8℃时，延时3秒后，蜂鸣器发出变化的报警器声音，而数码管显示相应的温度，并会一闪一闪。

③当温度恢复到正常范围时，数码管又会按实际温度显示5℃～8℃。

2.实训目的

①学会对集成电路的综合运用。

②了解由非门组成的多谐振荡器的使用。

③加强模拟电路与数字电路相结合的运用。

3.实训原理图

如图8－14所示。

4.实训知识储备

①CD4511、CD4011、LM324集成电路基本的使用方法。

②对热敏电阻、蜂鸣器的运用。

③对与非门组成的多谐振荡器的使用。

5.实训电路原理

①作品上电后，调节RP3，使A点电位略低于B点电位，定义此时的温度为低于5℃度的临界点。此时12脚电位低于13脚电位，比较器的14脚输出低电平。CD4011的12、13脚为低电平，经反相后11脚输出高电平，经D3、D4编码和CD4511译码，数码管显示5。同时F点输出的高电平经RP1、R1、C1延时3秒，高电平送至CD4011的1脚，多谐振荡器起振，H点输出方波，VT1三极管在方波的作用下使蜂鸣器发出变化的报警器声，同时H点输出的方波送至CD4511消隐端4脚，数码管显示一闪一闪5。

②当温度上升时，RT的阻值减小，A点的电位上升，当大于B点电位而小于C点电位时，此时温度定为5℃，比较器的14脚输出高电平，比较器的其他输出端输出低电平，通过D15、D16编码数码管显示5。同时14脚输出的高电平，通过D14高电平送至CD4011的12、13脚，11脚输出低电平，多谐振荡器不起振，B鸣叫。

③当温度继续上升时，使A点电位高于C点又低于D点时，此时温度定为6℃。LM324的8、14脚都输出高电位，VT2导通，使LM324的14脚电位被钳为低电位，此时显示6。D11通过U1D后使得U1A门关闭，多谐振荡器不起振，B不鸣叫。

④当温度继续上升时，使A点电位高于D点，低于E点，温度定为7℃。此时，LM324的7、8、14脚都输出高电位，但VT2、VT3、VT4导通，使LM324的8、14脚被钳为低电位，数码管显示7。

⑤温度继续时，使A点电位高于E点时，LM324的1、7、8、14脚都输出高电位，温度定为8℃。此时VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7都导通，LM324的7、8、14脚电位被钳为低电平，数码管显示8，同时1脚输出的高电平通过D2送至RP1端，先延时3S，多谐振荡器起振Q1导通，B鸣叫，同时显示8一闪一闪，指示超温。

⑥当恢复到5℃～8℃范围里时，数码管又可以按实际温度显示，同时蜂鸣器不工作。因为LM324只有4个比较器，所以在8℃范围内或超过8℃时，都会发出报警。

6.作品调试

①在作品完成调试时，一定要调节RP3使A点电位略高于B点电位，假定此时的温度为达到5℃的临界点。

②因为一个数码管无法显示两位数温度，所以实训中所涉及的温度，均为一个虚拟的温度。但在调试的时候一定要注意，热敏电阻的阻值时时刻刻随温度的变化而变化。所以A点的临界电位也会发生改变，调试时随时用万用表测试A点的对地的电压。

③图中CD4011的与非门A和与非门B、电阻RP2和R3、电容C2组成多谐振荡器。它的震荡周期T=2.2RP2×C2，所以调节电阻RP2可以改变振荡周期，从而达到改变数码管闪动速度和蜂鸣器鸣叫声音。

7.实训中出现的问题及问题解决方框图

(1)电路工作方框图(见图8－13)

(2)实训中出现的问题及解决方法

①当作品完成后，数码管显示5没有闪动，蜂鸣器变化性地鸣叫，此时用万用表测得的A点对地电位低于B点对地电位。A.由问题现象可知道U3、U2D、U1A、U1B工作正常，问题就出在U1D工作控制电路。B.首先用万用表测试U1D输出端对地电压变化情况，若有脉冲电压，即为电路连接问题，检查一下即可解决问题。C.若无脉冲电压，更换U1即可。

②当数码管不显示任何数字的时候，蜂鸣器鸣叫，用万用表测试时发现比较器的1脚为高电平，14、8、7脚均为低电平。A.由问题现象可知道=U2、U1工作正常，问题就出在U3的消隐工作控制电路。B.首先用万用表测试U3的4脚对地电压，若为低电平，检查电路即可。C.若为高电平，就测试U3的D输入端及输出端对地电压情况，若正常就检查数码管的连接情况即可解决问题。D.若不正常，更换U3即可。