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1、鱼缸温度控制系统实验二：继电器控制水温1实验目的掌握继电器的原理、使用方法通过继电器的开关来控制对鱼缸水的加温2实验要求使用温度传感器进行温度的采集使用数码管显示采集到的温度设定温度的范围，如果超出范围（温度范围使用整数表示，两位），则对鱼缸的水进行加热使用LED等指示工作状态：加热和停止3实验需求与设计分析硬件分析温度传感器数码管LED灯加热电路系统设计分析4系统结构框图设计5加热方案的设计常见的加热方案设计化石燃料、生物燃料固体酒精煤气电能加热空调热得快电磁炉6方案选择“热得快”7热得快的原理结构组成电热丝金属管绝缘材料（氧化镁粉）加热电路核心电热丝8加热电路的设计核心部件电热丝（热得快）
2、控制开关9控制开关机械开关机械操作完成开关控制继电器10机械开关分类旋转式波段开关直键式波段开关拨动式波段开关拨码开关按键开关微动开关11举例（图）12继电器继电器（Relay）定义：当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器继电器原理：通过改变输入到线圈上的电压，来改变电磁场，进而控制电路的开和关（电磁式）13继电器的特性Xa动作值Xb释放值Ya负载14继电器模型静触点（一个或多个）动触点（公共端）继电器触点15触点的基本形式：动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示动断型（D型）线圈不通电
3、时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点16开关模型单刀单掷SPST单刀双掷SPDT双刀单掷DPST双刀双掷DPDT17继电器的分类按照工作原理或结构特征分类电磁继电器固态继电器温度继电器舌簧继电器时间继电器18电磁继电器电磁继电器原型19电磁继电器的主要参数工作电压（电流）吸合电压（电流）释放电压（电流）动作时间返回时间触点的开闭能力灵敏度寿命20干簧继电器组成干簧管线圈21干簧管用两片既导磁又导电的材料做成簧片，平行地封入装有惰性其他的玻璃管中组成开关元件。两簧片的端部重叠并留有一定间隙以构成触点2
4、2干簧管工作原理23干簧管工作原理当永久磁铁靠近干簧管或由绕在干簧管上的线圈通电后形成磁场使簧片磁化，簧片的触点部分就感应出极性相反的磁极，异名的磁极相互吸引。当吸引的磁力大于簧片的弹力时，两触点接触，此时接通簧片两端的电路，当吸引的磁力小于簧片的弹力时，则两簧片分开，簧片两端的电路断开24固态继电器固态继电器（SSR,Solid State Relay），是无可动接点部分的继电器，在动作上与有接点继电器相同，但是该继电器使用半导体闸流管、晶闸管开关元件、二极管、晶体管等开关元件。另外也使用名为光耦合器的光半导体，使其输入输出绝缘。光电耦合器的特点是用光的信号在绝缘空间中进行传输，所以绝缘性更
5、好，传动速度也更快。25SSR的构成2627固态继电器的特点可以应对高速、高频开关没有接触不良发生干扰小无动作音接点无损耗28继电器开关的优点继电器开关优点：小电流控制大电流低电压控制高电压开合时间短寿命长输入输出隔离，抗干扰29继电器30开发板原理图设计继电器电路31外部总线扩展外部总线系统外部总线扩展外部总线的扩展方法32外部总线系统33外部总线扩展P0口扩展为地址/数据复用口P2口高位地址也就是说16位地址总线AB15AB0由P2口和P0口锁存器构成8位数据总线DB7DB0由P0口构成控制总线CB由输出控制线(RD#, WR#, PSEN#, ALE)以及输入控制线(EA#, INT0#
6、, INT1#, RST, T0和T1)构成34外部总线扩展方法线选法译码法35开发板系统总线扩展36继电器和LED灯控制电路37SN74LS3778位D触发器当允许控制端G#为低电平时，时钟端(CP)脉冲上升沿作用下，输出端Q与数据端D相一致。当CP为高电平或者低电平时，D对Q没影响。38ULN2003D达林顿管作用：提高驱动能力，主要是为了驱动MOTOR电路后面的实验中具体介绍39MCU总线电路4074LS138译码电路4174LS13874LS138 ：3 8 线译码器4274LS138工作原理当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端
7、（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。43138内部结构图44138真值表45138每个通道的使用46外设的系统总线挂载47作业根据74LS138结构框图，写出Y0Y7逻辑表达式试用两片3线-8线译码器74LS138组成4线-16线译码器，将输入的4位二进制代码译成16个独立的低电平信号。4874LS138的其他应用若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器（原理图设计）利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器49作业：写一个跑马灯程序，练习LED灯的控制（D15D22）以及（
8、D24D26）50系统结构框图设计51程序流程分析程序流程图5253程序代码设计系统初始化采集温度数据处理温度显示温度判断打开/关闭加热电路打开/关闭LED指示54系统初始化需要进行初始化的设备CH452数码管驱动器DS18B20温度传感器LED指示灯初始化为熄灭加热电路控制开关（继电器）初始化为关闭55CH452初始化CH452_Write(CH452_SYSON2);CH452_Write(CH452_BCD);DS18B20初始化ow_reset();write_byte(0xcc);write_byte(0x44); 56LED灯初始化led_addr = LED_ADDR;*led_
9、addr = 0xff;注意：#define LED_ADDR 0x400057继电器初始化led_addr = ADDR;*led_addr = 0x80;注意：#define ADDR 0x200058温度采集DS18B20工作流程59发命令要求进行温度采集 ow_reset(); write_byte(0xcc); write_byte(0x44);读取温度 ow_reset();write_byte(0xcc); write_byte(0xbe); temp_lsb=read_byte(); temp_msb=read_byte();60数据处理和温度显示数据处理数码管温度显示61温度
10、范围判断通过数据处理后得到Temp_Decimal温度的小数部分Temp_Integer温度的整数部分只要将Temp_Integer和Temp_H和Temp_L进行比较Temp_H和Temp_L中分别存放的是温度范围的上限和下限，这个在变量定义部分进行设定62继电器和LED控制根据前面的判断，分两种情况进行控制在温度范围内led_addr = LED_ADDR;*led_addr = 0xff; led_addr = ADDR; *led_addr = 0x80;超出温度范围led_addr = LED_ADDR;*led_addr = 0x7f; led_addr = ADDR; *led_
11、addr = 0x00;6364程序设计流程图（二）65循环控制语句常见循环控制语句if.else.语句swich()语句for()语句while()语句do.while()语句goto语句66继电器SRS-05VDC-SL67特性介绍触点材料：银触点类型：1Z低功耗：200/360/450mW环境温度：-30to+8568产品型号69内部结构公共端、静触点、动触点70主要技术参数工作电压：5V工作电流：40mA吸合电压：75%*5V释放电压：5%*5V动作/返回时间：10ms/5ms触点的负载能力：3A 120VAC/3A 24VDC触点电阻：100机械寿命：10,000,00071继电器驱
12、动电气条件额定工作电压：5V额定工作电流：40mA74LS377引脚的电气特性7274LS377引脚的电气特性73原理图设计74系统结构框图设计75光耦什么是光耦光耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。76光耦模型77光接收器光电二极管光电晶闸管光电晶体管光电复合晶体管784N25封装和内部结构79OC原理红外LED发光管产生的红外光照射在光电晶体管的感光性比较强的基极和集电极的结合部，基极和集电极的结合部将光子的能量转化为光电流，晶体管对光电流进行放大，增益为HFEHFE取决于集电极和发射极之间的电压差80基本概念介绍CTR(Current Transfer Ratio)：光电管的集电极电流与LED正向电流之间的比率HFE：光电管的集电极电流与光电流之间的比率81典型应用分析原理图82Vo和IF的关系示意图83光耦主要参数正向压降正向电流反向电流反向击穿电压集电极-发射极反向击穿电压输出饱和压降暗电流电流传输比84光耦的分类85使用光耦的好处绝缘安全噪声隔离信号传递86
