火災(zāi)報警電路

1、火災(zāi)報警電路課程設(shè)計報告課程名稱 題 目：火災(zāi)報警電路 院 （系）： 專業(yè)班級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 二010 年 7 月 15 日目 錄一 、 火災(zāi)報警電路系統(tǒng)概述 2二、 火災(zāi)報警電路電路設(shè)計與分析 3三、 Mulitism軟件仿真實現(xiàn)火災(zāi)報警電路 7四、 結(jié)束語 8一、引言生活中難免遇到火災(zāi)的發(fā)生，為了在火災(zāi)來臨之前防患于未然，因此一個火災(zāi)報警器是十分必要的，因而我們模擬設(shè)計了火災(zāi)報警電路。它包括了溫度傳感器、放大器、電阻、模擬電路實驗箱、發(fā)光二極管、蜂鳴器等等。其中溫度傳感器是一個熱敏電阻，它通過感知溫度的變化來改變電路中電流的大小，并影響電路中二極管和蜂鳴器中所通過的電流

2、，使其產(chǎn)生變化。而后通過multisim軟件仿真的實現(xiàn)來使二極管發(fā)光以及使蜂鳴器報警，從而來實現(xiàn)預(yù)防火災(zāi)及減小火災(zāi)危害的作用。 我們通過在圖書館查閱了電路原理與電路板設(shè)計教程基礎(chǔ)電工-控制應(yīng)用電路等資料，并詳細(xì)翻閱了其中的與火災(zāi)報警電路有關(guān)的知識，以及上網(wǎng)搜索相關(guān)信息、文獻(xiàn)，了解了溫度傳感器以及火災(zāi)報警電路的的工作原理，為了方便模擬實驗，我們選取了直接將兩個電壓值接入電路中兩個輸入端的方法，從而形成形成電壓差來模仿溫度傳感器對輸入電壓的影響，這樣就可使電路達(dá)到預(yù)期工作狀態(tài)，從而達(dá)到我們所期望的結(jié)果。第一章 火災(zāi)報警電路設(shè)計與分析 此火災(zāi)報警電路的框圖如下 溫度控制電路 加減運(yùn)算比例 實現(xiàn)差分放

3、大 聲光報警電路 單限電壓比較器1.電路總體說明 1.1溫度控制電路有熱敏電阻的水溫度的的變化電阻減小而控制必列運(yùn)算電路的輸入電壓。 1.2 比例運(yùn)算實現(xiàn)電壓差。并用輸出控制單限比較器。1.3 不同的電壓使單限比較器輸出不同的電平。使二極管和晶體管導(dǎo)通，控制報警電路。1.4 導(dǎo)通后二極管亮，蜂鳴器發(fā)聲報警。1.5總體結(jié)構(gòu)圖 此火災(zāi)報警電路中使用了熱敏電阻元件以及比例運(yùn)算電路以及聲光報警電路。 火災(zāi)報警電路原理 其中溫度傳感器（熱敏電阻）隨溫度的變化阻值變小，因此分壓減小。有如圖1有公式：= （1）=。 （2）熱敏電阻R和R變化時和變化。R接受高溫，R在室溫下時。由于R的減小，使減小。與同向端形

4、成壓差。雙端輸入的比列運(yùn)算電路，如圖（3）。當(dāng)R1/R2/Rf =R3/R4/R5時=(+ ) ( 3) 圖（3）雙端輸入的比列運(yùn)算電路 圖（4） 差分比例運(yùn)算電路 若電路中有兩個輸入且參數(shù)對稱如圖（4）可以實現(xiàn)對差模信號的放大,電路圖（1）中一級A1運(yùn)放。則輸出結(jié)果為=(-) (4）即為本題中一級運(yùn)放A1的輸出結(jié)果。當(dāng)熱敏電阻R發(fā)生改變時，減小，因此增大。1.3單限比較器， UO1UO2 圖（5） A2組成的電壓比較器的電壓傳輸性當(dāng)>U, =U 輸出高電平，使發(fā)光二極管和晶體管導(dǎo)通。當(dāng)<U, =U 輸出低電平，使發(fā)光二極管和晶體管截止。1.4報警電路R5和R6所在的圖1中后面的部

5、分發(fā)光二極管的電流為：= （5）晶體管的基極電流為：= （6）集電極電流即蜂鳴器的電流為： （7）1.5總結(jié)當(dāng)沒有火災(zāi)時，(-),數(shù)值很小，<U, =U，使發(fā)光二極管和晶體管均截止，很平靜。當(dāng)遇到火災(zāi)時， > ，(-)，增大到一定值，>U, =U，使發(fā)光二極管和晶體管均導(dǎo)通，發(fā)出報警。2設(shè)計所用器材 模擬電路實驗箱 1臺數(shù)字萬用表 1個熱敏電阻 2個發(fā)光二極管 1個蜂鳴器 1 個電阻(實驗箱上不可調(diào)) 1個放大器 2個三極管 1個3電路組成部分其中根據(jù)信號的的流通所示的電路可分為四部分。運(yùn)放A1引入了負(fù)反饋，故構(gòu)成了運(yùn)算電路。運(yùn)放A2沒有引入反饋，工作在開環(huán)狀態(tài)，故組成電壓比

6、較器。后面分立元件電路是聲光報警電路。如圖（6） 圖（6）（仿真未實現(xiàn)時） 4設(shè)計步驟及方法 1畫出原理圖，如電路圖1。2根據(jù)設(shè)計原理，來計算。 選擇合適得電壓VCC=12V，因此得到所需電壓差：=12V （8）=8V （9） .通過加減運(yùn)算電路估算一級運(yùn)放的輸出，這里選擇R1=R2=10K和R3=R4=20K。則： =(-)=8V。 選擇和估算出二級運(yùn)放的參數(shù)。 二級運(yùn)放有閥值電壓U= （10） 如果要報警必須輸出高電平。則只要UO1>U, UO2 =UOH可以使UO1=VCC2=5V,只需要系數(shù)1即可。因此可選擇 R5=3K,R6=2K。 U=2V 3選擇和估算出聲光報警電路參數(shù)。

7、由于發(fā)光二極管的電流為：=，且R7選用273電阻。 晶體管的基極電流為：=,=0.7V，約為幾毫安，因R8=3K即可。在此過程中必要的檢驗和調(diào)試是必不可少的。第二章 Mulitism軟件仿真 1.關(guān)于Mulitism軟件的簡介EWB是基于PC平臺的電子設(shè)計軟件，它提供了一個功能全面的SPICEA/D系統(tǒng)，支持模擬和數(shù)字混合電路的分析和設(shè)計，創(chuàng)造了集成的一體化設(shè)計環(huán)境，把電路原理圖的輸入、仿真和分析緊密的結(jié)合起來。系統(tǒng)將SPICE仿真器完全集成在原理圖輸入和測試儀儀器等工具之中。與其它Windows環(huán)境下的系統(tǒng)軟相類似，它具有圖形化界面，提供按鈕式的工具欄，各個菜單中各個選項的物理意義一目了然。

8、在輸入原理圖時，自動地將其編輯成網(wǎng)絡(luò)表送到仿真器，加快建立和管理的時間；而在仿真過程中，若改變設(shè)計，則立刻獲得改變化所帶來的影響，實現(xiàn)了交互式的設(shè)計和仿真。MulitismV7是EWB的新產(chǎn)品，具有更為龐大的元器件模型參數(shù)庫和更為齊全的儀器儀表庫；除了具有SPICEA/D全部分析功能外，還包含萬用表、信號發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、失真分析儀、頻率計、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、波特圖儀、瓦特圖表等18種虛擬儀器儀表，可模擬試驗室內(nèi)的操作進(jìn)行各種實驗。因而，學(xué)習(xí)Mulitism，除了可以提高仿真能力、綜合能力和設(shè)計能力外，還可進(jìn)一步提高實踐能力。2電路圖仿真的實現(xiàn)首先應(yīng)該利用Multi

9、sim連接好電路圖，火災(zāi)報警電路的所需要的元器件有電阻、導(dǎo)線、放大器和三極管、發(fā)光二極管、蜂鳴器等。 圖（7）我們需要學(xué)會從元件庫里調(diào)用這些元件。點(diǎn)擊菜單欄下的“放置”選項，選擇導(dǎo)線，就可以在頁面上放置一段導(dǎo)線，還可以放置節(jié)點(diǎn)等一系列電路要素，接下來就是元器件的選擇和使用了。點(diǎn)擊放置，選擇components元件庫，里面包含了本次課程設(shè)計所需要的所有元器件，在主數(shù)據(jù)庫里找到我們本次課設(shè)所需要的元器件，然后用導(dǎo)線將它們按照電路圖都連接起來，就構(gòu)成了一個初步的差分放大電路。然后再按要求加入所需電壓，形成電壓差。打開仿真開關(guān)，此時就會發(fā)現(xiàn)二極管發(fā)光，同時蜂鳴器報警。 圖（8）即為仿真結(jié)果。 第三章

10、總結(jié) 此次火災(zāi)報警電路課程設(shè)計讓我解和認(rèn)識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，掌握電子電路的測試方法，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。應(yīng)用知識更為得新應(yīng)手，熟練自如。有了更多對模擬電子技術(shù)綜合性訓(xùn)練的機(jī)會。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)的理論與實踐緊密結(jié)合，獨(dú)立地解決實際問題的能力。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。設(shè)計一個電路首先要有合理的原理，再有合理的原理圖，對于大型的電路還要注意分層分塊的完成然后系統(tǒng)連接。在以后的工作中對于我們的實踐訓(xùn)練這是很重要的。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。 此次模擬電子技術(shù)課程設(shè)計讓我的身心也得到了改善，自身素質(zhì)也有所提高。而且通過與其他人的交流，我們對此門課程有了更深的了解。我與搭檔的合作也更讓我明白合作中的收獲了快樂。不僅收獲知識還收獲快樂。這過程中我受到了史興榮老師的精心指導(dǎo)和幫助，在這里我衷心的感謝張老師！參考文獻(xiàn)1清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，童詩白，華成英主編.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)