依据555定时器的湿度检测电路的规划与Multisim仿线定时器的湿度检测电路的规划与Multisim仿真
电路,用于电子技术实践教育。体系模块规划:1)使用HM1500 湿度传感器收集湿度信息,转化为电压信号;2)使用
规划压频转化电路,直接完成模/数转化;3)使用74LS161、74LS273等规划计数器丈量锁存湿度值;4)使用数码管显现湿度值。Multisim软件仿真成果为,本文规划电路精确安稳,转化精度高,线性度高,且成本低。该体系规划交融了模仿电子技术及数字电子技术课程根本教育内容,可作为实践项目用于教育。
本文引证地址:湿度检测及操控在日常日子及工程生产中使用广泛。跟着电子技术一日千里的开展及新式器材的使用,湿度检测电路规划的详细计划一向更新优化。本文为合作电子技术实践教育,遵从以下准则规划了一种新式湿度检测电路:1)计划所使用到的知识点密切联系模仿、数字电子技术课程教育内容;2)不选用单片机等微处理器,而选用常用逻辑功用器材进行信号处理;3)规划的详细计划的硬件电路调试便利,满意实践教育的可行性。本文切合以上准则,依据Multisim仿线 定时器规划了湿度检测电路,仿真成果为,本文规划电路精确、安稳,转化精度高,线性度高,且成本低。1 湿度检测电路规划计划
本文按照图1规划了湿度检测电路。湿度收集模块将湿度值转化为电压信号;压频转化模块直接地完成模/数转化,将电压信号转化为数字频率信号(方波);湿度丈量及显现模块经过丈量频率巨细丈量出环境湿度值,并进行显现。2 湿度检测电路模块规划
HM1500是一款典型的线性电压输出式湿度传感器,其输出是与相对湿度呈线性关系的电压信号,如式(1)所示。
如图1所示,HM1500将湿度值转化成电压信号后,经信号处理模块处理,完成整个湿度收集模块输出电压值Uout与湿度值呈正份额函数线)所示。
依据multisim仿真软件规划的详细电路如图2所示。结构,因为multisim不支持HM1500元件,仿真进程选用虚框(a)中电路,其输出为0~4 V可调,可模仿湿度RH改变规模。
虚框(b)中电路可发生安稳输出1.079 V。依据运算放大器规划的减法电路如虚框(c)中所示。依据表1中不同湿度RH值下传感器输出值调理电位器R2,得到相应的收集模块输出值,由表1中数据及图3所示曲线可知,湿度收集模块完成了其输出电压值与湿度值呈正份额函数线)所示。
单稳态触发电路构成,如图4所示。结构,R1=R4,C1=C4,电路输出高电平记为Uoh,低电平记为Uol,要求UiUoh。
依据555定时器的内部结构剖析得,图4中压频转化电路含两种状况:初始状况和安稳状况。在这两个状况下,Utr,Uth和Uo的波形如图5所示。
安稳状况:当放电使得Utr1/3VCC时,因为此刻Utr=0 V2/3VCC,则输出变为Uoh,此刻C1、C4从Utr=1/3VCC开端充电,C2则从Uth=0 V开端充电,则必定有Utr充电到1/3VCC时,C2上充的电压Uth2/3VCC,则输出坚持Uoh,C1、C4、C2持续充电,当 C2上充的电压Uth2/3VCC时,Utr依然1/3VCC,输出则变为Uol,此刻,C2经过555内部放电管敏捷放电为0 V,即Uth=0 V2/3VCC,而C1、C4经过电阻R1、R4缓慢放电,若放电依然Utr1/3VCC,则输出坚持Uol,电路持续放电,当放电使得 Utr1/3VCC时,因为此刻Uth=0 V2/3VCC,则输出变为Uoh。则该安稳状况不断重复。
依据以上剖析可知,进入安稳态后,若令充电时刻为t1,放电时刻为t2,周期为T=t1+t2,由555电路构成的单稳态电路剖析知:
本文依据multisim软件。针对10个不同输入状况对图4所示电路进行了仿真。经过仿线 ,其它参数如图4所示不变。图6所示为部分输入时仿真所得,和的波形,波形成果与前文剖析共同。表2为一切仿真状况数据成果计算。依据表2中仿线成果可知,本文规划的压频转化电路转化精度高,且转化线性度高。
本文规划的湿度丈量及显现模块如图8所示。规划100进制BCD计数器对压频转化电路输出频率信号进行计数,规划多谐振荡器发生图中所示波形①作为计数器使能信号,波形①经过非门取反后发生波形②作为锁存器CLK信号,波形②经过非门取反后发生波形③作为计数器清零信号。整个操控端信号完成如下操控时序:计数器计数结束时锁存计数值,锁存好计数值后清零计数器,以等候6 s后进行下一次计数。该部分详细规划及电路仿线 整体规划
依据图1规划的详细计划,将2.1~2.3节介绍的各模块规划电路进行衔接即可得到依据555定时器规划的湿度检测体系的整体电路,本节模仿表1中环境RH值对整体电路进行了仿真。不同RH值的环境下,数码管显现的数据如表3所示,本文提出的湿度检测电路精确,存在差错为1%~3%。
本文依据555定时器规划的湿度检测电路精确、安稳,转化精度高,线性度高,成本低。规划的详细计划交融了模仿电子技术及数字电子技术课程根本教育内容,可作为实践项目用于教育。