温度报警器 (1).doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流温度报警器 (1).精品文档.湖南人文科技学院课程设计报告课程名称： 电子技术课程设计设计题目： 温度报警器 系 别： 通信与控制工程系 专 业： 电子信息工程 班 级： 09级电信二班 学生姓名: 学 号： （09409216）（09409251）（09409240）起止日期： 2011年6月7日 2011年6月25日指导教师: 姚毅 梁庶来 教研室主任： 指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日成绩评定项 目权重成绩肖雄林王锋阳海明1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总

2、 成 绩 教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学系审核意见： 主任签字： 年 月 日摘 要生产生活中，温室对温度的控制难以做到精确而敏捷。导致不良后果，影响生产生活，因此对温度的自动控制显得尤为重要。此温度报警电路，当温度达到一定值的时候就发出报警声，二极管发光。用LM741比较放大电压，有555组成报警电路，用可变电阻和热敏电阻调节输入电压，配着电容、二极管等构成电路。为了用于市电，还设计了一个电源，变压，滤波，稳压后得到可用直流电源。这种温度报警器结构简单，成本底，可操作性强，应用广泛。关键词：热敏电阻、温度、报警器、ne555、LM741。 目 录1 设计要求2 总体设计思想2

3、.1 基本原理2.2 系统框图3 具体设计3.1 直流电源3.2 放大电路3.3 报警电路4 电路仿真分析5 电路的装调和分析6 电源的装调7 放大和比较电路的装调8 报警电路的装调9 整体电路的装调10 元器件清单11 总结和体会12 附录温度报警器设计一、任务技术指标设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。基本要求：1当探头温度达到80度时，报警器能自动亮指示灯且发出声音。2.报警器必须能直接用市电。二、总体设计思想2.1基本原理温度报警器是通过对温度有一定的感应的电阻的阻值的变化，转变为相应的电压的

4、变化，从而通过一系列的电路产生相应信号，输入报警器，从而报警器发出不同的声响。测温电路由电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻，它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生固定的温度，可以作为温度的上限。然后，把它们的比较结果作为输入进差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，在把差动电路的输出作为滞回比较器的输入，这是为了稳定输出，把稳定的信号输入报警器中。这是一个完整的温度报警电路。 2.2系统框图外界温度测温电桥差动放大电路滞回比较器报警器三、具体设计温度模拟信号直流电源放大电路音频

5、报警器根据整体构思，所设计电路分为四个模块：直流电源、信号放大电路和报警电路。其中直流电源由变压器、整流桥、滤波电路、稳压器组成； 放大器的设计采用集成运放放大；选用555定时器作成多谐振荡器，以分别实现单频报警。3.1直流电源电路设计直流稳压5V,12V电源的设计，输入交流电220v（峰值312v）50hz。稳定直流电源设计的一般思路是让输入电压交流电220v（峰值312v）50hz先通过电压变压器（降压到合适的数值，如12v），再通过整流网络（将正弦波电压转换为直流脉动电压（直交流成分均有），然后经过滤波网络（减小电压的脉动），最后经过稳压网络（使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻

6、的影响）。采用整流桥实现整流的目的，以470uF的大电解电容作为滤波电路，采用固定式三端集成稳压器7812来稳定输出电压。如下图所示，220V（幅值311V）50Hz交流电经变压器220:12输出独立的12V交流电，经整流桥、大电容滤波后经过集成稳压块7812作用得到+12的直流输出电压。稳压电源组成如图1所示：图1 直流电源系统方框图 图 2 3.2放大的设计放大器电路图： 图3 处加一个+12v的直流电压，通过滑动电位器R1改变放大器的输入电压。根据实验设计要求（当温度在适当范围内（允许误差1）时报警器不发声响，当温度超过这个范围时，报警器发出声响。经过LM741放大后，4.5V以后可以报

7、警（NE555工作电压为4.5V-16V）。注意事项：R1与R2合适的值，R1应尽量小点，以提高电路的灵敏度。3.3报警电路 图4（12v是经过整流滤波稳压之后的直流电源）此电路中4端口接741放大之后的电压，4端口为一个复位端，电压值达到工作电压时，此多谐振荡器工作，蜂鸣器发出单频声音报警。此振荡电路的振荡周期为(R9+2R10)C2ln2总原理图 5四，电路仿真分析通过用Multism软件进行仿真，将各个模块连接好后进行仿真。电路图如下；仿真结果： 图 61， 当温度达到一定温度时发出单频报警输出波形如下：图7由于我们是第一次接触到电路仿真软件，所以操作上很不熟练，在选定元器件时费了很大的

8、功夫，最后才从原器件库中选出了所需的元器件。五、电路的装调和分析本次课设三人一组，各尽其能，我们分了三个模块，有直流电源电路，放大电路，单蜂鸣报警电路。大家一起完成了这几个模块的电路装调。5.1 电源的装调选用22V12V的变压器，一个LM7812，470uF电解电容两个，二极管四个，接好电源电路，在接电源的过程中我们遇到了如下问题：用万用表测量从LM7812输出的电压值没有达到12V,故障排除：经过仔细的检查发现电路接通后LM7812测量结果输出12V,满足要求，电源制作完成。5.2放大电路的装调在这部分电路的装调过程中遇到如下问题：问题1：接通电源后改变电位器比较输出电压无变化。故障排除：

9、仔细检查电路发现由于面包板插孔密集而使一条导线没有联通，调整后输出正常。问题2：当改变电位器时比较输出高低电平不稳定。故障排除：由于电位器自身电阻的不稳定性和面包板插孔与导线接触不良导致，这个问题无法避免。问题3：输出端稳压管输出电压没有高电平。故障排除：经检查发现输出端稳压管前端所接保护电阻阻值太大而导致其分压较多，所以稳压管没有起到稳压作用，更换较小电阻后输出正常。5.3 报警电路的装调单频控制电路是由一块NE555组成，在这部分电路装调过程中我们遇到了两个问题：问题1：电路连接好后调节温度模拟电位器超出适当温度时高温单频不报警。故障排除：经检查发现555定时器外部所接充放电电容没有接在相

10、应的位置上，所以导致蜂鸣器没有声音。改变接法后可以发声。问题2：发声一段时间后不再发声 这是电压输出不稳定， 加个稳压二极管后能稳定报警。54整体电路的装调通过上面电路的的连接检查整体电路无误后接通电源，然后通过电位器模拟温度变化；（1），当温度一定温度是时发出“嘀嘀”的单频报警：（2），发光二极管发出红光；（3），可以用于市电。六、元器件清单 表 1序号名称数量备注1变压器1220v12v2LM74113 55514蜂鸣器1 5电解电容2470F6电容3220nF7电阻610K8电阻15109电位器2100K10三端稳压1781211发光二极管1红光12稳压二极管17.5v13稳压二极管11

11、2v14二极管4IN4007七、总结和体会电子技术综合课程设计是基于数模电的课程设计，是学习电子技术的一个重要环节。本次课程设计的流程大体为：课程设计动员大会、指导老师分配小组课设任务、各小组进行审题分析并设计电路，指导老师审图通过后领取元器件、试验测试调试、指导老师检验实验结果。本次课程设计加深了我们对所学理论知识的理解，并能将其熟练应用，做到理论与实际相结合。设计的过程中遇到过挫折和困难，当我们发现电路连接完却不能正常运行时大家都很沮丧，但我们又立刻振作起来，与别组同学进行了探讨。课程设计时很累，但生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。同时我认为我们的

12、工作是一个团队的方式进行的，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。本次课程设计加深了我们对所学理论知识的理解，并能将其熟练应用，做到理论与实际相结合。而用实际器件搭建电路，培养了我们学生分析问题、解决问题的实践能力。在本次课程设计中受益匪浅，为将来的学习，毕业设计以及工作打下坚实的基础。总之，通过这次课程设计学习，让我对各种电路都有了大概的了解，

13、也学会了常用绘图软件的使用，在平时的理论学习中遇到的问题都一一解决，加深了我对专业的了解，培养了我对学习的兴趣，为以后的学习打下了好的开端，我受益匪浅。同时，让我明白：这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解，才会有收获，正所谓“实践是检验真理的唯一标准”。八、附录 参考文献1） 数字电子技术基础第五版主编：阎石 高等教育出版社 2） 模拟电子技术基础第四版主编:童诗白 华成英 高等教育出版社3）电子设计从零开始 主编：杨欣 王玉凤 刘湘黔 清华大学出版社2005年4）电子技术基础 基础、技能、电路实例张庆双 编 科学出版社5）实用电子技术技能与制作 主编 王国祥 程茂林 高等教育出版社

14、6）传感器实用装置制作集锦 主编 陈尔绍 人民邮电出版社附录A.元器件管脚图及功能1）W7812管脚图将正面对着自己，管脚在下，圆孔端在上，左中右三却分别是123脚。它们的1、2脚是电压输入端，1接电源正，2接地。它们的2、3脚为电压输出端，3接电源输出，2接地。78xx系列稳压器的最大输出电流为1.5A，最大输入电压为40V。2）LM741 图 81脚5脚为调零，2为负输入，3为正向输入，4接地，6输出，7接电源，8为空脚。（3）555定时器1地 GND 5控制电压2触发 6门限(阈值）3输出 7放电4复位 8电源电压Vcc555定时器的电路如图所示。它由三个阻值为5k的电阻组成的分压器、两

15、个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。如5端悬空，则比较器C1的参考电压为，加在同相端；C2的参考电压为，加在反相端。是复位输入端。当=0时，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。正常工作时，=1。u11和u12分别为6端和2端的输入电压。当u11，u12 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，即=0，=1，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。当u11，u12 时，C1输出为高电平，C2输出为低电平，=1，=0，基本RS触发器被置1，晶体管T截止，输出端u0为高电平。当u11 时，基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。综上所述，可得555定时器功能如表所示。输入输出复位u11u12输出u0l晶体管T00导通11导通11截止1保持保持将电网提供的220V交流电压转换为各种电路设备所需的交流电压。附录BPCB图 9