基于数值比较器的温度报警器电路的制作方案

1.电路工作过程分析

参考温度输入端输入自行设定的8位温度值，待比较的温度值由实测温度输入端输入，注意A7、B7是温度二进制数的最高位。两个8位的数据在级联的两片74LS85芯片中进行比较，大与小的结果由U2的5、7引脚输出，输出信号控制发光管工作或蜂鸣器工作，分别指示温度高、温度低。

2.器件、器材

本任务所需要的元器件如表4-3所示，另外还需要若干连接导线。如果是验证设计，可准备面包板，如果在实验室中有数字电路实验台，则直接使用实验台而不使用面包板。如果是制作实物电路，那么除了焊接工具和材料外，还要准备多孔单面电路板。

表4-3 基于数值比较器的温度报警器电路的材料清单

3.元器件识别与检测

本次任务按下述要求完成元器件的识别与检测。

(1)色环电阻的识别与检测

色环电阻R1～R5的识别与检测按表1-12的栏目进行，并自制表格完成数据记录。

(2)发光二极管的识别与检测

发光二极管LED的识别与检测按表1-13的栏目进行，并自制表格完成数据记录。

(3)有源蜂鸣器的识别与检测

识别蜂鸣器外壳型号、参数及正负极标志，将其正极接5V电源的正极、负极接地，如果发出声音，则为正常。

(4)三极管的识别与检测(www.xing528.com)

三极管的识别与检测内容如表4-4所示。用万用表测出三极管的基极B、发射极E、集电极C及管型，然后将万用表切换到三极管挡，将三极管的3个引脚插入对应型号的3个引脚孔中，查看显示的电流放大系数β，此系数为50～250。如果β值小，则应更换三极管。比较理想的情况是β值为100～200。

表4-4 三极管的识别与检测

(5)数值比较器74LS85的识别与检测

连接好电源，将74LS85的11个输入端接入信号(“1”“0”通常分别连接5V电源的正极、地)，参照功能表4-2，从功能表的最下面一行开始向上逐一按表中所列情况变换输入信号，填写功能检测表4-5，查看输出情况是否与功能表一致。输出情况可以使用万用表的直流电压挡来测量指示，或者直接使用逻辑指示电路指示(使用逻辑指示电路时两个电路的“地”要短接，以形成共地系统)。如果能完整地与功能表一致，则说明比较器芯片是正常的。

表4-5 74LS85的功能检测表

4.电路组装

(1)元器件布局

使用多孔电路板(面包板)来搭建电路，先要规划好布局。通常是基于原理图布局，即同属于一个功能单元的元器件放在一起、输入与输出分置在板的两侧。先分开放置两个比较器芯片、两个三极管，再放置其他的元器件。

(2)焊接与线路连接

调整元器件位置后，再将元器件引脚弯折以固定位置，然后对照原理图进行焊接，通过使用连接导线，确保焊接好的电路板为单面板。为测试方便，可以在元件面引出输入端。焊接完后，对照原理图进行检查，使用万用表的连通检查功能查看电路板上的电气连接是否连通，先检查电源的连接，再检查信号输入的连接、级联的连接，最后检查输出。

5.功能检测与调试

外观检查完后，还要进行通电测试。对于自制电路，加入输入信号进行功能测试是通电测试的主要工作。从功能上看，电路分为两级：数值比较和报警。先断开比较电路与报警电路的连接，分别进行这两级电路的测试。对于报警电路，在输入端分别加入0.4V、3V的直流电压，模拟逻辑电路输出的“0”“1”，加入0.4V直流电压时报警电路不工作，加入3V直流电压时报警电路工作。如果加入4V直流电压时报警电路不工作，则应测试一下三极管的3个引脚电压，查看是否满足发射结正偏、集电结反偏或正偏条件，进一步判断是三极管损坏还是电流放大系数太小。对于比较电路，分别给定两个8位的二进制数，查看使用万用表直流电压挡测量输出，查看输出是否符合预期的大小比较结果。当二者正常后，重新连接级联端，加入两个数(两个8位的二进制数)，查看报警电路是否正常工作。