家用电热水器控制器ppt课件

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1、家用电热水器控制器家用电热水器控制器电子电路综合性实验电子电路综合性实验 哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学信息与通讯工程学院信息与通讯工程学院课程阐明课程阐明 上课日期：上课日期：2021年年2月月21日日 24日日 上课时间：下午上课时间：下午3:30 晚上晚上9:10 上课地点：上课地点：21B 495教室教室 学学 时时 数：数：32 讲课方式：教师教授讲课方式：教师教授+学生自主学习学生自主学习课程阐明课程阐明上课要求：上课要求：1课前、课后刷卡，遵守课堂纪律约定课前、课后刷卡，遵守课堂纪律约定2月月14日实验课；日实验课；2未经过教师允许，勿用未经过教师允许，勿用U盘；盘；3自备电烙铁及

2、架，万用表等工具；自备电烙铁及架，万用表等工具；4每天写实验日志，内容包括：当天完成的任务量、丈量数据、实验缺点及每天写实验日志，内容包括：当天完成的任务量、丈量数据、实验缺点及处理、尚未处理的问题、收获及总结等实验情况每天都要回收；处理、尚未处理的问题、收获及总结等实验情况每天都要回收；5实验报告在完成实验的一周之内按选题投到实验室实验报告在完成实验的一周之内按选题投到实验室3楼的实验报告箱中楼的实验报告箱中；课程阐明课程阐明 实验成果：实验成果：实验报告实验报告40%+动手操作动手操作60%实验成果在实验成果在90分以上，还要参与在分以上，还要参与在7周左右进展笔试考试，以最终确定周左右进

3、展笔试考试，以最终确定成果。成果。优秀的人数控制在本组的优秀的人数控制在本组的15-20%以内以内课题背景课题背景 电热水器是指用电加热的热水器。电热水器是指用电加热的热水器。近年来随着电器自动化程度的提高，电热近年来随着电器自动化程度的提高，电热水器增长速度大大快于燃气热水器增长速水器增长速度大大快于燃气热水器增长速度。电热水器没有污染，操作简单、快捷，度。电热水器没有污染，操作简单、快捷，安装方便，运用本钱降低，颇受消费者的安装方便，运用本钱降低，颇受消费者的欢迎。欢迎。课标题的课标题的 熟习常用模拟、数字集成电路原理及运用；熟习常用模拟、数字集成电路原理及运用；掌握电子电路运用系统设计方

4、法；掌握电子电路运用系统设计方法；学会用学会用EDA工具软件进展电路设计；工具软件进展电路设计；熟习硬件电路安装、调试及丈量过程；熟习硬件电路安装、调试及丈量过程；培育良好的科学态度和任务作风。培育良好的科学态度和任务作风。义务及要求义务及要求 结合学生曾经掌握的模拟电子技术、结合学生曾经掌握的模拟电子技术、数字电子技术实际知识和实验技艺，以模数字电子技术实际知识和实验技艺，以模拟集成电路和数字集成电路为中心器件，拟集成电路和数字集成电路为中心器件，由学生自主完成一种全自动的电热水器控由学生自主完成一种全自动的电热水器控制器的研制。该控制器可实现对热水器的制器的研制。该控制器可实现对热水器的进

5、水阀门和加热器的自动控制，并提供必进水阀门和加热器的自动控制，并提供必要的平安、报警等功能。要的平安、报警等功能。义务及要求义务及要求 家用电热水器控制器包括进水控制和温度控制两部分，其家用电热水器控制器包括进水控制和温度控制两部分，其功能及技术目的要求如下：功能及技术目的要求如下：进水控制：进水控制：1 1水位预置：从低到高，共水位预置：从低到高，共5 5级；级；2 2水位预置指示：红色发光二极管，水位预置指示：红色发光二极管，5 5个，最上面指示最高水个，最上面指示最高水位，最下面指示最低水位；位，最下面指示最低水位；3 3进水情况检测：从低到高，共进水情况检测：从低到高，共6 6级，其中

6、包括级，其中包括1 1个水位溢出个水位溢出检测；检测；4 4进水情况指示：绿色发光二极管，进水情况指示：绿色发光二极管，5 5个，最上面指示最高水个，最上面指示最高水位，最下面指示最低水位；位，最下面指示最低水位；5 5控制进水电磁阀输出端口：控制进水电磁阀输出端口：1 1个，开关量，高电平有效；个，开关量，高电平有效；义务及要求义务及要求 6电磁阀吸合及水位溢出指示：双基色发光二极管，红色亮表示水位已到达溢出位置，绿色亮表示电磁阀吸合。7形状指示一：双基色发光二极管，红色亮表示控制器任务在水位预置形状，绿色亮表示控制器任务在进水形状。温度控制：8温度预置及检测范围：0 50；9温度丈量误差：

7、1 10温度显示方式：LED 数码管，两位；11控制加热器输出端口：1个，高电平有效；12形状指示二：双基色发光二极管，红色亮表示控制器任务在温度预置形状，绿色亮表示控制器任务在加热形状。系统设计描画系统设计描画 一、进水控制器电路构造及任务原理一、进水控制器电路构造及任务原理 进水控制器电路进水控制器电路由水位预置电路、进由水位预置电路、进水情况检测电路、控水情况检测电路、控制电路和进水电磁阀制电路和进水电磁阀组成，其电路构造如组成，其电路构造如右图所示。右图所示。系统设计描画系统设计描画 二、温度控制器电路构造及任务原理二、温度控制器电路构造及任务原理 温度控制器电路温度控制器电路由温度传

8、感器电路、由温度传感器电路、A/D转换电路、温度转换电路、温度预置电路、控制电路、预置电路、控制电路、数码管显示电路、时数码管显示电路、时钟电路及加热器组成，钟电路及加热器组成，其电路构造如左图所其电路构造如左图所示。示。电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_水位预置电水位预置电路路手动脉冲产生电路手动脉冲产生电路电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_水位预置电水位预置电路路预置编码电路预置编码电路电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_水位预置电水位预置电路路译码与驱动电路译码与驱动电路电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_水位预置电水位预置电路

9、路电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_进水情况检测电进水情况检测电路路电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_控制电路控制电路电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器整体电路进水控制器整体电路电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_温度传感器电路温度传感器电路电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_温度传感器电路温度传感器电路电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_温度传感器电路温度传感器电路电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_A/D_A/D转换电路转换电路电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_温度预置电路温度预置电

10、路电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器整体电路温度控制器整体电路电路安装与调试电路安装与调试 在电路设计任务完成之后，就进展电路的安装在电路设计任务完成之后，就进展电路的安装与装调。经过电路的安装、调试过程，可以发现并与装调。经过电路的安装、调试过程，可以发现并纠正实际设计方案中的错误和缺乏之处。电路安装纠正实际设计方案中的错误和缺乏之处。电路安装与调任务也是设计者必需掌握的根本技艺。与调任务也是设计者必需掌握的根本技艺。在电路的安装、调试时，都是自下而上。首先，在电路的安装、调试时，都是自下而上。首先，安装并调试每个子系统对应的单元电路；然后，逐安装并调试每个子系统对应的单元电路；然后，逐

11、渐扩展将几个单元电路进展联调；最后，进展整机渐扩展将几个单元电路进展联调；最后，进展整机调试。调试就是对安装后的电路进展参数和任务形调试。调试就是对安装后的电路进展参数和任务形状测试。通常，调试任务按信号流程逐级进展，可状测试。通常，调试任务按信号流程逐级进展，可以从输入端向输出端推进，也可以从输出端向输入以从输入端向输出端推进，也可以从输出端向输入端倒推。端倒推。电路调试内容电路调试内容 进水控制器：进水控制器：1.水位预置电路调试；水位预置电路调试；2.进水情况检测电路调试；进水情况检测电路调试；3.进水控制电路调试；进水控制电路调试；温度控制器：温度控制器：4.温度传感器电路调试；温度传

12、感器电路调试；5.时钟电路调试；时钟电路调试；6.A/D转换及数码管显示电路调试；转换及数码管显示电路调试；7.温度预置电路调试；温度预置电路调试；8.温度控制电路调试。温度控制电路调试。系统设计方法系统设计方法自上而下设计方法自上而下设计方法 自上而下的设计方法是设计者从整个系统功能出发，自上而下的设计方法是设计者从整个系统功能出发，进展最上层的系统设计，而后按一定的原那么将系统分成假进展最上层的系统设计，而后按一定的原那么将系统分成假设干子系统，逐级向下，再将每个子系统分为假设干子模块，设干子系统，逐级向下，再将每个子系统分为假设干子模块，子模块还可以继续向下划分，直至分成许多最根本模块芯

13、子模块还可以继续向下划分，直至分成许多最根本模块芯片级。片级。一个系统只应有一个控制模块。通常情况下，每个子系一个系统只应有一个控制模块。通常情况下，每个子系统就是一个受控模块，可用设计者所熟习的各种电路来实现，统就是一个受控模块，可用设计者所熟习的各种电路来实现，无须破费很大的精神。无须破费很大的精神。系统设计方法系统设计方法自上而下设计方法自上而下设计方法 按照自上下的设计方法，系统的设计步骤如下：按照自上下的设计方法，系统的设计步骤如下：一、总体方案设计一、总体方案设计 总体方案设计的内容包括系统的设计义务和要求、原理和运用环境、总体方案设计的内容包括系统的设计义务和要求、原理和运用环境

14、、外部输入和输出信号特性以及系统的功能和技术目的等。外部输入和输出信号特性以及系统的功能和技术目的等。二、系统设计描画二、系统设计描画 根据总体设计方案，进展系统设计描画。系统设计描画的方法有：方根据总体设计方案，进展系统设计描画。系统设计描画的方法有：方框图定时图时序图和逻辑流程图。框图定时图时序图和逻辑流程图。1 1系统划分，画出电路构造方框图系统划分，画出电路构造方框图 将系统划分为控制模块和受控模块两部分。根据步骤一所确定的系统将系统划分为控制模块和受控模块两部分。根据步骤一所确定的系统功能，决议受控模块需求由哪些子系统组成，并确定这些子系统与控制模块功能，决议受控模块需求由哪些子系统

15、组成，并确定这些子系统与控制模块之间的关系。这一过程是一个逐级分解的过程，随着分解进程的深化，每个之间的关系。这一过程是一个逐级分解的过程，随着分解进程的深化，每个子系统的功能越来越专注和明确，越来越明晰。最终分解的程度以能明晰地子系统的功能越来越专注和明确，越来越明晰。最终分解的程度以能明晰地表示出系统的电路构造方框图。表示出系统的电路构造方框图。系统设计方法系统设计方法自上而下设计方法自上而下设计方法 2子系统功能描画子系统功能描画 系统划分完成后，对各个子系统和控制模块进展详细的系统划分完成后，对各个子系统和控制模块进展详细的功能描画。此阶段的描画是笼统的功能模块，不涉及详细的功能描画。

16、此阶段的描画是笼统的功能模块，不涉及详细的器件。器件。三、根据功能描画，进展电路设计三、根据功能描画，进展电路设计 经过对各子系统和控制模块功能描画，将其转换成相应经过对各子系统和控制模块功能描画，将其转换成相应的电路。的电路。系统设计方法系统设计方法自下而上设计方法自下而上设计方法 与自上而下的设计方法相反，自下而上的设与自上而下的设计方法相反，自下而上的设计方法是从现成的器件或子系统开场的。它的根计方法是从现成的器件或子系统开场的。它的根本过程就是根据系统功能的要求，对现有的器件本过程就是根据系统功能的要求，对现有的器件或较小的系统或类似的系统加以修正、扩展和相或较小的系统或类似的系统加以

17、修正、扩展和相互联接，直到构成能满足系统功能要求的新系统互联接，直到构成能满足系统功能要求的新系统为止。设计过程遵照为止。设计过程遵照“设计设计验证验证修正设计修正设计再再验证的原那么。验证的原那么。系统设计方法系统设计方法根据关键器件设计方法根据关键器件设计方法 许多设计是从所谓关键器件开场进展设计的。由许多设计是从所谓关键器件开场进展设计的。由于对于一个有阅历的设计者来说，往往根据系统的功于对于一个有阅历的设计者来说，往往根据系统的功能就可以知道选用哪种关键或中心器件来设计该系统，能就可以知道选用哪种关键或中心器件来设计该系统，关键器件的性能、价钱将决议整个系统的性能、构造关键器件的性能、价钱将决议整个系统的性能、构造以及可行性。以及可行性。这种方法实践上是自上而下和自下而上两种方法这种方法实践上是自上而下和自下而上两种方法的结合和变形。在关键部件选定之后，配以适当的辅的结合和变形。在关键部件选定之后，配以适当的辅助电路和控制电路，从而实现整个系统。助电路和控制电路，从而实现整个系统。实验报告撰写实验报告撰写 见见 实验总结报告样本。实验总结报告样本。