火災(zāi)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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

2、011年12月 日 二、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師簽名：2011年 12 月 日三、成績(jī)驗(yàn)收蓋章 2011年12月 日 火災(zāi)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)目的1通過(guò)運(yùn)用模擬電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)元件，來(lái)到達(dá)熟悉相關(guān)知識(shí)件的目的。2了解火災(zāi)報(bào)警器的組成及工作原理。3熟悉火災(zāi)報(bào)警器的設(shè)計(jì)、制作，與操作。4了解protel2004或Multisim的使用方法以及實(shí)現(xiàn)仿真。2 設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)一個(gè)火災(zāi)報(bào)警器電路:1火災(zāi)發(fā)生前后，通過(guò)改變電阻的組織來(lái)實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)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(bào)警結(jié)果表現(xiàn)出來(lái)。2選擇最具優(yōu)勢(shì)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(mén)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(jì)過(guò)程 3.1方案論證該火災(zāi)報(bào)警器是有惠更斯電橋，差分放大電路，單門(mén)限電壓比擬器，聲光報(bào)警電路組成，其原理框圖如下圖：?jiǎn)伍T(mén)限電壓比擬器聲光報(bào)警電路差分放大電路信號(hào)源惠更斯電橋圖1火災(zāi)報(bào)警器原理框圖它的工作原理：通過(guò)第一局部惠更斯電橋電路的熱敏電阻，采集溫度變化信號(hào)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。再到第二局部的差分式放大電路的比例運(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(mén)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(guò)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(huì)通過(guò)單限電壓比擬器，此時(shí)二極管工作在低電平狀態(tài)，就不會(huì)有任何警報(bào)。最后到第四局部聲光報(bào)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(shí)，二極管LED燈發(fā)光，蜂鳴器發(fā)聲，實(shí)現(xiàn)報(bào)警，否則，不能實(shí)現(xiàn)報(bào)警。3.2電路設(shè)計(jì)1直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)如圖2所示。工作原理：由圖2所示為火災(zāi)報(bào)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(jì)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(bào)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(hào)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。圖3惠更斯電橋3差分放大電路設(shè)計(jì)差分放大電路設(shè)計(jì)如圖4所示。工作原理：由圖4所示為火災(zāi)報(bào)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(jì)單限電壓比擬器電路的設(shè)計(jì)如圖5所示。工作原理：由圖5所示為火災(zāi)報(bào)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(shuō)當(dāng)從差分放大電路出來(lái)的電壓大于閾值電壓的時(shí)候才會(huì)由電流從單限電壓比擬器中流過(guò)。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(guò)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(huì)通過(guò)單限電壓比擬器，此時(shí)二極管工作在低電平狀態(tài)，就不會(huì)有任何警報(bào)。圖5單門(mén)限電壓比擬器5聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)如圖6所示。工作原理由圖6所示為火災(zāi)報(bào)警電路的第五局部聲光報(bào)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(shí)，二極管LED燈發(fā)光，蜂鳴器發(fā)聲。圖6 聲光報(bào)警電路6整體電路的設(shè)計(jì)與分析由上面各局部電路的設(shè)計(jì)方案的論證以及所選擇的電路可設(shè)計(jì)出如下圖的火災(zāi)報(bào)警器的電路圖如下：圖7火災(zāi)報(bào)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(jì)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(shí)即模擬火災(zāi)未發(fā)生和發(fā)生時(shí)，要求電路能夠?qū)崿F(xiàn)不報(bào)警與報(bào)警。3觀察仿真是LED1管和蜂鳴器BUZZER的情況，看是否實(shí)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(dòng)變阻器： 當(dāng)R2=0時(shí)的電路測(cè)試結(jié)果如圖7所示，此時(shí)蜂鳴器不響，二極管不亮。圖9火災(zāi)未發(fā)生時(shí)的電路仿真圖當(dāng)R2=1K時(shí)的電路測(cè)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(shí)的電路仿真圖5主要儀器與設(shè)備直流電源：5V一個(gè),12V

8、兩個(gè)，-12V兩個(gè)；放大器：OPAMP-5T-VIRTUAL放大器兩個(gè)；電阻：1.8K的電阻一個(gè)，1.2K的電阻一個(gè)， 1K的電阻三個(gè)，400的電阻兩個(gè)，200的電阻三個(gè)，100的電阻一個(gè),滑動(dòng)變阻器一個(gè)；二極管：LED-RED一個(gè)；三極管：BJT-NPN-VIRTUAL三極管一個(gè)；蜂鳴器：蜂鳴器一個(gè)。6設(shè)計(jì)體會(huì)與建議 6.1設(shè)計(jì)體會(huì)此次火災(zāi)報(bào)警電路課程設(shè)計(jì)讓我得到了多方面的鍛煉。一方面我對(duì)模擬電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)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(lèi)型和特性，同時(shí)掌握如何合理選用電子器件的原則。也通過(guò)實(shí)用型模擬電子電路設(shè)計(jì)、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(shí)踐嚴(yán)密結(jié)合，獨(dú)立地解決實(shí)際問(wèn)題的能力。另外，我還學(xué)會(huì)了用Multisim進(jìn)展仿真，這使我加大了對(duì)本專(zhuān)業(yè)的興趣，也會(huì)在今后的學(xué)習(xí)中起到不小的作用。另一方面對(duì)于動(dòng)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(shí)所學(xué)的理論知識(shí)此刻起不了什么作用，這使我在這次設(shè)計(jì)中遇到的難題層出不窮，現(xiàn)在才真的知道了理論與實(shí)際的差距，在理論的學(xué)習(xí)中覺(jué)得很順手，在實(shí)際應(yīng)用中卻顯得則的無(wú)能為力，為了做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)，我花了很多時(shí)間在方案的討論與選擇、電路的分析與設(shè)計(jì)中，到最后的電路仿真測(cè)試，讓我真正的感覺(jué)到了自己各方面知識(shí)的匱乏以及經(jīng)歷的缺乏，還有自己平時(shí)對(duì)細(xì)節(jié)的無(wú)視。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)也使我明白了一個(gè)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(shí)間去研究它的時(shí)候，它會(huì)變得很簡(jiǎn)單，因此，在以后的學(xué)習(xí)中，生活中，我會(huì)養(yǎng)成勤于思考，勤于動(dòng)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(duì)治學(xué)要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。雖然此次課程設(shè)計(jì)做起來(lái)有點(diǎn)困難，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，它使我終身受益。6.2對(duì)設(shè)計(jì)的建議這次課程設(shè)計(jì)，由于理論知識(shí)的缺乏，再加上平時(shí)沒(méi)有什么設(shè)計(jì)經(jīng)歷，一開(kāi)場(chǎng)的時(shí)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(jì)的時(shí)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(gè)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(huì)有更充足的時(shí)間去學(xué)習(xí)其他知識(shí)，讓自己的知識(shí)面更廣泛。當(dāng)然空洞的理論是永遠(yuǎn)也比不上實(shí)際技能的掌握的，讓我們自己去解決問(wèn)題，能更好的培養(yǎng)自己獨(dú)立思考的能力。不過(guò)，還是希望教師您能給我們多一點(diǎn)建議，讓我們學(xué)到的知識(shí)更多，更豐富，這對(duì)我們今后的工作也