火災(zāi)報警電路的設(shè)計模電課程設(shè)計報告

1、-. z.2010級電子信息工程 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計報告書課題名稱 火災(zāi)報警電路的設(shè)計姓 名學(xué) 號院、系、部通信與電子工程學(xué)院專 業(yè)電子信息工程專業(yè)指導(dǎo)教師2011年 12 月16 日一、設(shè)計任務(wù)及要求：設(shè)計任務(wù)：采用差分式放大電路，單門限電壓比擬器，LED顯示燈，蜂鳴器模塊設(shè)計了一種智能火災(zāi)報警器，可以實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷等功能。要 求： 1. 在正常情況下，聲光報警電路局部不工作即發(fā)光二極管不發(fā)光，蜂鳴器不報警。2.當(dāng)有火情時，聲光報警電路局部工作,驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器鳴叫報警。3.采用Multisim10.O進(jìn)展仿真，驗證和完善設(shè)計方案。指導(dǎo)教師簽名：2

2、011年12月 日 二、指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師簽名：2011年 12 月 日三、成績驗收蓋章 2011年12月 日 火災(zāi)報警電路的設(shè)計1 設(shè)計目的1通過運(yùn)用模擬電子技術(shù)的相關(guān)知識設(shè)計一個元件，來到達(dá)熟悉相關(guān)知識件的目的。2了解火災(zāi)報警器的組成及工作原理。3熟悉火災(zāi)報警器的設(shè)計、制作，與操作。4了解protel2004或Multisim的使用方法以及實現(xiàn)仿真。2 設(shè)計思路設(shè)計一個火災(zāi)報警器電路:1火災(zāi)發(fā)生前后，通過改變電阻的組織來實現(xiàn)聲光報警電路的發(fā)生，然后，運(yùn)用發(fā)光二極管，蜂鳴器等元件將報警結(jié)果表現(xiàn)出來。2選擇最具優(yōu)勢的各局部電路，如：直流穩(wěn)壓電路、惠更斯電橋、差分式放大電路、單門限電壓比擬電

3、路等電路的選擇。3將已經(jīng)選擇好的各局部電路組合使之構(gòu)成完整的電路圖。3 設(shè)計過程 3.1方案論證該火災(zāi)報警器是有惠更斯電橋，差分放大電路，單門限電壓比擬器，聲光報警電路組成，其原理框圖如下圖：單門限電壓比擬器聲光報警電路差分放大電路信號源惠更斯電橋圖1火災(zāi)報警器原理框圖它的工作原理：通過第一局部惠更斯電橋電路的熱敏電阻，采集溫度變化信號，使之轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｔ俚降诙植康牟罘质椒糯箅娐返谋壤\(yùn)算放大器，由電阻引入負(fù)反應(yīng)，構(gòu)成差分比例運(yùn)算電路。接著到第三局部單門限電壓比擬電路，如果輸出的電壓大于單限電壓比擬器的閾值電壓，則就可以通過單限電壓比擬器，然后作用在發(fā)光二極管LED燈和蜂鳴器上。但如果差分

4、放大器輸出的電壓小于閾值電壓，則電流不會通過單限電壓比擬器，此時二極管工作在低電平狀態(tài)，就不會有任何警報。最后到第四局部聲光報警電路，當(dāng)輸入電壓到達(dá)發(fā)光二極管LED燈和三極管正常工作電壓時，二極管LED燈發(fā)光，蜂鳴器發(fā)聲，實現(xiàn)報警，否則，不能實現(xiàn)報警。3.2電路設(shè)計1直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計如圖2所示。工作原理：由圖2所示為火災(zāi)報警電路的第一局部直流穩(wěn)壓電源。它是由電源變壓器、整流電路、芯片三局部組成的。電路中*MM1輸出電壓為5V，*MM2輸出電壓為12V。圖2直流穩(wěn)壓電源2惠更斯電橋電路設(shè)計惠更斯電橋電路如圖3所示。工作原理：由圖3所示為火災(zāi)報警電路的第二局部惠更斯電橋電路。R

5、2代表的是熱敏電阻，采集溫度變化信號，使之轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。圖3惠更斯電橋3差分放大電路設(shè)計差分放大電路設(shè)計如圖4所示。工作原理：由圖4所示為火災(zāi)報警電路的第三局部差分放大電路。U1為比例運(yùn)算放大器，由R3引入負(fù)反應(yīng)，構(gòu)成差分比例運(yùn)算電路。VCC和VEE為比擬電壓值為12V。圖4差分放大電路4單限電壓比擬器電路的設(shè)計單限電壓比擬器電路的設(shè)計如圖5所示。工作原理：由圖5所示為火災(zāi)報警電路的第四局部單限電壓比擬器電路。由圖中R1、R2可以得出閾值電壓，也就是說當(dāng)從差分放大電路出來的電壓大于閾值電壓的時候才會由電流從單限電壓比擬器中流過。輸出的直流電壓作用于輸入端1，如果輸出的電壓大于單限電壓比擬器的閾

6、值電壓，則就可以通過單限電壓比擬器，然后作用在發(fā)光二極管LED燈和蜂鳴器上。但如果差分放大器輸出的電壓小于閾值電壓，則電流不會通過單限電壓比擬器，此時二極管工作在低電平狀態(tài)，就不會有任何警報。圖5單門限電壓比擬器5聲光報警電路設(shè)計聲光報警電路設(shè)計如圖6所示。工作原理由圖6所示為火災(zāi)報警電路的第五局部聲光報警電路。當(dāng)輸入電壓到達(dá)發(fā)光二極管LED燈和三極管正常工作電壓時，二極管LED燈發(fā)光，蜂鳴器發(fā)聲。圖6 聲光報警電路6整體電路的設(shè)計與分析由上面各局部電路的設(shè)計方案的論證以及所選擇的電路可設(shè)計出如下圖的火災(zāi)報警器的電路圖如下：圖7火災(zāi)報警器的電路圖4 調(diào)試與結(jié)果1反復(fù)檢查電路的可行性，并運(yùn)用Mu

7、ltisim進(jìn)展仿真，找到相應(yīng)的元件，注意連接好各局部電路。然后檢查電路各局部的功能，使其滿足設(shè)計要求。2可預(yù)置穩(wěn)壓電路，并進(jìn)展組裝和調(diào)試。當(dāng)電阻R2變化時即模擬火災(zāi)未發(fā)生和發(fā)生時，要求電路能夠?qū)崿F(xiàn)不報警與報警。3觀察仿真是LED1管和蜂鳴器BUZZER的情況，看是否實現(xiàn)了仿真，找出最適合的R2的阻值。4仿真結(jié)果：a.直流穩(wěn)壓電源：圖8直流電源仿真結(jié)果b.調(diào)節(jié)滑動變阻器： 當(dāng)R2=0時的電路測試結(jié)果如圖7所示，此時蜂鳴器不響，二極管不亮。圖9火災(zāi)未發(fā)生時的電路仿真圖當(dāng)R2=1K時的電路測試結(jié)果如圖8所示，二極管亮，蜂鳴器響。圖10火災(zāi)發(fā)生時的電路仿真圖5主要儀器與設(shè)備直流電源：5V一個,12V

8、兩個，-12V兩個；放大器：OPAMP-5T-VIRTUAL放大器兩個；電阻：1.8K的電阻一個，1.2K的電阻一個， 1K的電阻三個，400的電阻兩個，200的電阻三個，100的電阻一個,滑動變阻器一個；二極管：LED-RED一個；三極管：BJT-NPN-VIRTUAL三極管一個；蜂鳴器：蜂鳴器一個。6設(shè)計體會與建議 6.1設(shè)計體會此次火災(zāi)報警電路課程設(shè)計讓我得到了多方面的鍛煉。一方面我對模擬電子技術(shù)專業(yè)知識有了進(jìn)一步的掌握并熟悉了更多電子儀器的使用方法，了解常用電子器件的類型和特性，同時掌握如何合理選用電子器件的原則。也通過實用型模擬電子電路設(shè)計、安裝、調(diào)試等各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了我運(yùn)用課程中所學(xué)

9、的理論與實踐嚴(yán)密結(jié)合，獨立地解決實際問題的能力。另外，我還學(xué)會了用Multisim進(jìn)展仿真，這使我加大了對本專業(yè)的興趣，也會在今后的學(xué)習(xí)中起到不小的作用。另一方面對于動手能力的培養(yǎng)和敏捷思維方式的形成起到很大的作用。平時所學(xué)的理論知識此刻起不了什么作用，這使我在這次設(shè)計中遇到的難題層出不窮，現(xiàn)在才真的知道了理論與實際的差距，在理論的學(xué)習(xí)中覺得很順手，在實際應(yīng)用中卻顯得則的無能為力，為了做好這個課程設(shè)計，我花了很多時間在方案的討論與選擇、電路的分析與設(shè)計中，到最后的電路仿真測試，讓我真正的感覺到了自己各方面知識的匱乏以及經(jīng)歷的缺乏，還有自己平時對細(xì)節(jié)的無視。通過這次課程設(shè)計也使我明白了一個道理：

10、許多看上去很難理解的，或者很神秘的東西，當(dāng)你真正愿意發(fā)時間去研究它的時候，它會變得很簡單，因此，在以后的學(xué)習(xí)中，生活中，我會養(yǎng)成勤于思考，勤于動手，不怕困難的好習(xí)慣。再一方面電子電路的安裝與調(diào)試技能培養(yǎng)了我的創(chuàng)新能力和對治學(xué)要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。雖然此次課程設(shè)計做起來有點困難，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，它使我終身受益。6.2對設(shè)計的建議這次課程設(shè)計，由于理論知識的缺乏，再加上平時沒有什么設(shè)計經(jīng)歷，一開場的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在我們初次接觸課程設(shè)計的時候，由于是第一次接觸，教師就是我們的引路人，我建議教師指導(dǎo)我們一下，讓我們能夠有一個明確的目的和方向，從而效率就能夠得到提高，這樣我們就會有更充足的時間去學(xué)習(xí)其他知識，讓自己的知識面更廣泛。當(dāng)然空洞的理論是永遠(yuǎn)也比不上實際技能的掌握的，讓我們自己去解決問題，能更好的培養(yǎng)自己獨立思考的能力。不過，還是希望教師您能給我們多一點建議，讓我們學(xué)到的知識更多，更豐富，這對我們今后的工作也