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1、电 子 系 统 课 程 设 计 实 验 报 告设计题目： 工作环境监测系统 指导教师： 佟 毅 姓 名： 潘俊俊（11213044）组 员： 杨岱宗（11213022）张 洋（11213027）2014 年 6 月目录1 设计任务要求 .31.1 基本要求 .31.2 发挥部分 .32 设计方案及论证 .32.1 任务分析 .32.2 方案比较 .42.3 系统结构设计 .92.4 具体电路设计 .123 制作及调试过程 .273.1 制作及调试流程 .273.2 遇到的问题与解决方法 .284 系统测试 .294.1 测试方法（含接线图） .294.2 测试数据（表格） .294.3 数据分
2、析和结论 .305 系统使用说明 .315.1 系统外观及接口说明 .315.2 系统操作说明 .326 总结 .336.1 本人所做工作 .336.2 收获与体会 .336.3 对本课程的建议 .337 参考文献 .341 设计任务要求1.1 基本要求（1 ） 设计数据传输监测电路，与报警显示电路。检测信号为模拟信号（可以是温度 t、 直流电压 VDC、交流电压 VAC） 。模拟信号为正常直流电压时要求如下：a. VDC=(1.55)V，显示直流电压值,指示灯 5 灯依次流水往复，流水速度 0.5 秒。b. 当 VDC5V 时，显示直流电压值,指示灯 7 灯依次流水往复，流水速度 0.2 秒
3、,并且间歇闪烁，间歇时间为流水 3 秒间歇 1 秒。报警。报警模式为模拟救护车音响。（2 ） 检测信号为交流电压实现以上功能。（3 ） 实现无线传输异地报警。 （可采用模块）1.2 发挥部分（1 ） 检测信号为温度。正常工作温度为室温，此时，显示温度值。当温度大于 30 摄氏度时，产生报警，报警模式为模拟救火车音响。（2 ） 实现无线传输异地报警。 （自主实现调制、解调部分）（3 ） 实现自动循环检测三路数据。 （直流信号、交流信号以及温度信号）2 设计方案及论证2.1 任务分析（1 ） 基础部分a. 模拟信号输入，输入为直流信号时直接输入，输入为交流电压时需转换为直流，监测直流信号。b. 通
4、过比较电路，将输入的信号进行处理，根据其大小产生不同的信号，控制后续电路。c. 数字信号控制后续三个部分：数值显示部分，流水灯监控部分和报警部分。d. 当输入信号小于 1.5V 时，显示部分显示相应数值，流水灯监控部分为 3 灯依次流水往复，流水速度 1 秒。报警部分报警，发出单音连续音响。e. 当输入信号大于 1.5V，且小于 5V 时，显示部分显示相应数值，流水灯监控部分为5 灯依次流水往复，流水速度 0.5 秒。报警部分不报警。f. 当输入信号大于 5V 时，显示部分显示相应数值，流水灯监控部分为 7 灯依次流水往复，流水速度 0.2 秒，并且间歇闪烁，间歇时间为流水 3 秒间歇 1 秒
5、。报警部分报警，发出模拟救护车音响。（2 ） 发挥部分a. 使用温度传感器，将相应的温度信号成比例地转化成直流电压信号，再成比例地转化成电压信号。b. 通过显示电路，显示转化后的电压信号，作为温度显示值。c. 通过比较电路判断温度值大小，大于 30 摄氏度时，报警电路产生报警，报警声音为救火车音响。小于 30 摄氏度时不产生报警。d. 采用模拟开关，接入三路数据，类似单刀多掷开关。通过移位寄存器循环控制相应开关的通断，实现三路数据的自动循环监测。2.2 方案比较方案一图 2-1 方案一构图方案二图 2-2 方案二构图（1 ） 数码管显示电路直流电压显示电路的核心是 A/D 转换器，用于把模拟电
6、压输入转换为数字量，并输出到数码管予以显示。常见的 A/D，DA 转换芯片有 ADC0809，DAC0832 和 ICL7107 两种，下面对两种芯片的使用方法及典型应用电路进行比较。方案一：采用 ADC0809， DAC0832 进行 A/D，DA 转换ADC0809 是美国国家半导体公司生产的 CMOS 工艺 8 通道，8 位逐次逼近式 A/D 模数转换器。其内部有一个 8 通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通 8路模拟输入信号中的一个进行 A/D 转换。DAC0832 是采样频率为八位的 D/A 转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832 芯片具备双缓冲、单
7、缓冲和直通三种输入方式。D/A 转换结果采用电流形式输出。若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。运放的反馈电阻可通过 RFB 端引用片内固有电阻，也可外接。DAC0832 逻辑输入满足 TTL 电平，可直接与 TTL 电路或微机电路连接。方案二：采用 7107 进行转换和显示ICL7107/IC7106 是一块应用非常广泛的集成电路。它包含 3 1/2 位数字 A/D 转换器，可直接驱动 LED 数码管，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。方案比较：采用 ADC0809，DAC0832 进行 A/D，DA 转换由于字长有限，存在无法避免的转换误差，精度较低。另外他不能直接驱动数码管显示，需要使用 7447 或 7448 等数码管驱动电路，这使得电路十分复杂。而 7107 具备以下特点：a. ICL7107 是 31/2 位双积分型 A/D 转换器，属于 CMoS 大规模集成电路，它的最大显示值为士 1999，最小分辨率为 100uV，转换精度为 0.05 士 1 个字。b. 能直接驱动共阳极 L
