超温报警器课设报告 本文关键词：报警器，报告
超温报警器课设报告 本文简介：课程设计说明书课程设计名称：模电课程设计课程设计题目：超温报警电路的模拟系统设计-----电源模块设计学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程班级：090401学号：姓名：评分：教师：2011年2月21日模拟电路课程设计任务书2010－2011学年第2学期第1周－1.5周题目超温报警电路的模拟系统设
超温报警器课设报告 本文内容：
课程设计说明书
课程设计名称：
模电课程设计
课程设计题目：
超温报警电路的模拟系统设计
-----电源模块设计
学
院
名
称：
信息工程学院
专业：
电子信息工程
班级：
090401
学号：
姓名：
评分：
教师：
2011
年
2
月
21
日
模拟电路
课程设计任务书
20
10－20
11
学年
第
2
学期
第
1
周－
1.5
周
题目
超温报警电路的模拟系统设计
内容及要求
设计任务和要求
①
检测温度范围为0oC~100
oC，采用箔电阻、精密电阻及电位器组成测量电桥作为温度传感器；
②
可设定报警温度上限值0oC~100
oC；
③
当检测温度超过设定上限值时，发出蜂鸣器报警声，要求报警声喃喃间断发声，频率约1Hz；
2.
组织安排：5人一组
进度安排
1.布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备：
2天；
2.
领元器件、制作、焊接：3天
3．调试＋验收：
2.5天
4.
提交报告：2010-2011学年第二学期3～7周
学生姓名：
指导时间：第1～2周
指导地点：
E
楼
311
室
任务下达
20
11
年
2
月
21
日
任务完成
20
11
年
3
月
1
日
考核方式
1.评阅
□
2.答辩
□
3.实际操作□
4.其它□
指导教师
系（部）主任
摘要：
为了防止日常生活中因温度的控制不合理而造成财产损失，因而设计了一个超温报警系统，实现温度超过一定值时自动警报，以减少生命财产的损失。
该系统通过由温度传感器pt100作为感知温度的器件，一外界的0度和100度作为温度检测的基准点来调节电路，并将采集到的外界温度转化为对应的电压，再经过后级电路的放大滤波等的处理，得到一个比较稳定的较大的电压。当电压超过一定值时，蜂鸣器发出1HZ的警报声，并切断电源。本文只对电源模块进行探究，该系统的其他模块有本组的其他成员来完成。
为了解决有些电路需要对称电压来供电但对称度又不高的缺点，因此本电源的设计就着重在提高对称电源供电精度和对称度的问题之上,并从根本上解决了电源的不对称性和精度等问题。
关键词：对称度
lm358
OP07
超温报警
第一章
系统组成及工作原理5
1.1
系统组成及简述5
1.2
工作原理6
第二章
总体设计方案及原理说明6
2.1、方案一：6
2.1.1、电路原理图如下6
2.1.2、电路仿真及数据分析：6
2.1.3、工作原理及特点8
2.2、方案二：8
2.2.1、电路原理图8
2.2.2、电路仿真及数据分析：9
2.2.3、工作原理及特点：10
第三章
调试过程及结果分析10
第四章
设计、安装及调试中的体会11
附录：11
一、元件清单11
二、超温报警系统总体原理图12
三、参考书目.
12
四、系统实物图13
第一章
系统组成及工作原理
1.1
系统组成及简述
本系统共由五个模块组成，第一部分是温度检测部分，系统由该模块来检测外界的温度，并经过放大信号后将信号输给下一级电路；第二部分为滤波电路，这一部分较为简单，起到的是滤波的效果；第三部分是控制电路，该部分根据跟所设阈值电压来改变报警的温度，并由该部分电路控制外部电源的接入与断开；第四部分是驱动电路，由该电路来驱动蜂鸣器报警；最后就是电源模块了，该模块负责给整个系统供电。
设计框图
1.2
工作原理
（1）
事先给定报警温度值，然后调节温度检测模块，当检测温度超过报警温度值时此模块的输出电压大于或等于2.5v,此时的输出电压会带有一些干扰信号，因此将电压输入到滤波模块电路，经滤波电路处理后得到比较稳定的电压，此滤波电路的输出电压是输入电压的两倍。接着把该电压输入到控制模块电路，当输入电压大于5v时，就切断外部电路，并输出+5v电压。当输入电压小于5v时，不切断外部电路，让其正常工作，输出电压为0。驱动电路判断输入电压如果是+5v，则驱动蜂鸣器报警，其频率为1HZ。当输入电压为0时，蜂鸣器不工作。
至于电源这一模块，为以上电路模块提供电压，电源的输出电压有-12V、+12V、+5V。
第二章
总体设计方案及原理说明
2.1、方案一：
2.1.1、电路原理图如下
2.1.2、电路仿真及数据分析：
电路仿真图：
图2
波形图：
图3
电路数据及波形分析：从输出端的输出电压看来，+12V输出端和-12V输出端的输出电压分别12.299V和-12.589V，+5V输出端的电压为5.002V。在用示波器分别测他们各自的输出波形，从波形图上可以看出，他们的输出电压很稳定，波动不大。在我看来，此电路的一个缺点是正负12V电压的对称度还不够好，还有待改进。
2.1.3、工作原理及特点
如图1所示变压器给出的电压经过由D1、D2、D3、D4组成的整流桥后经过电容的平滑滤波后分别接7812
和
7912
的输入端。在接
7812
和
7912
的输入端之前分别经过两级滤波。作为前级的为1000
μF/
50V的电解电容,其作用是通过充放电原理把交流成分去掉;
作为后级的为0.1μF的电容。变压器给出的电压经过整流桥整流和两级电容的滤波后有效的保证了7812和7912的输入端为直流电压,确保
7812
和7912两个三端稳压器能正常工作。7812、7912
的输出端又经过由两个
47μF/50V
的电解电容滤掉其交流成分,经过
1个0.1
μF的电容虑掉其高频成分,输出端分别为稳定的直流
+
12V和
-
12V电压。7812的输出端经过电容的滤波接到7805的输入端，此时7805输入电压为稳定的12V，输出端经过一个0.1uF的电容滤波后输出稳定的+5V
电压。在该电路中，7812的公共端接地电压为0，根据7812的特性Vout-Vo=12,保证了输出端为+12V电压。7912、7805也同样分析。
此电源电路的特点是：
（1）
、能产生对称的正负12V电压
（2）
、选用元件性能可靠，成本低，且为常用的元件
（3）
、有效利用了整流桥和三端稳压器的特点进行合理的电路设计。
2.2、方案二：
2.2.1、电路原理图
图4
2.2.2、电路仿真及数据分析：
电路仿真图
图五
波形图
电路数据及波形分析：从输出端的输出电压看来，+12V输出端和-12V输出端的输出电压分别12.233V和-12.227V，由此可见，此电源电路的对称度很好，可以为电压对称要求很高的电路供电，使用该电源为电路供电可以挺高电路的稳定性。+5V输出端的电压为5.002V。在用示波器分别测他们各自的输出波形，从波形图上可以看出，他们的输出电压很稳定，波动也不大。与方案一相比，此电路可以很好的改进电压不对称的问题。
2.2.3、工作原理及特点：
工作原理：该电路在方案一的电路基础上增加了一个放大器LM358和两个10k电阻，连接方式如图所示。7812
和
7912
的输出端经两个
10kΩ电阻分压后接放大器LM358的反相输入端,LM358
的同相输入端接地,放大器
LM358
的输出端接
7912
的公共端。在正负12V电压输出端，假设正相输出为大于
+
12V电压,两个10k电阻将均分正相输出端和反相输出端之间的电压,那么
LM358
的反相输入端为正电压,根据LM358的特性在其输出端将有一相应的负电压,此负电压接到7912
的公共端,根据
7912
的特性,将增加7912输出端的负电压。假设正相输出端为小于+12V电压,两个电阻将均分正相输出端和反相输出端之间的电压,那么LM358的反相输入端为负电压,根据LM358的特性在其输出端将有一相应的正电压,此正电压接到
7912
的公共端,根据7912的特性,将减小7915输出端的负电压。此电路类似于一闭环反馈电路,只有当LM358的反相输入端为0V
时,电路才能稳定,有效的保证了正
出端和反相输出端的对称性。图中的
7812和7912芯片如换成78系列和79系列的其他芯片,可得到相应的对称电源电压。
此电源电路特点：
（1）、由于此电源为精度高、对称度高的正负电源,能有效保证所需电源电路的稳定性,应用在仪表上能有效的提高仪表的精度和稳定性
(2)
选用元器件性能可靠,成本低,且为常用常见的元件。
(3)
有效利用了整流桥、放大器和三端稳压器的特点进行合理的电路设计。
(4)
电路设计中有效的利用放大器原理构成反馈电路,保证了产品的稳定性。
(5)
该电源适用范围广泛,可根据实际需要设计出符合需要的对称电源电压。
2.3、方案决策
比较方案一和二，从总的考虑，方案二就只比方案一多一个lm358，但方案二却在电路的稳定上与精度上比方案一高出许多，因此选择方案二作为本次电路设计的方案。
第三章
调试过程及结果分析
电源模块调试：按照电路图焊接电路，焊接完后用万用表的蜂鸣档检测电路是否都接通了，仔细检测完后并确定无误插上电源插头，用万用表的电压档测量电源的输出电压，经检测，+12V输出端电压为12.13V，-12V输出端电压为-12.17V，最大误差为1.4%，这表明此电路达到了预计的要求，而且正负对称电压的对称性很好，+5V输出端的电压为4.88，误差为2.4%，在误差允许范围之内。所以此电源电路模块合格。
第四章
设计、安装及调试中的体会
在整个超温报警电路的设计过程当中，把电路模块化，这至关重要。因为这样的设计思路可以把比较复杂的电路分成几个单独的模块而使之简化。确定各个模块以后，并按照各个模块给定的任务设计原理图，确定好参数。在确定参数时要涉及到一些计算，这就要靠一些理论来支撑了，如果理论基础不够扎实，那么参数也就很难确定下来，所以说上课认真听讲果然是非常重要的。
原理图和参数确定后并确定无误就开始焊接电路，但在焊接时有虚焊的地方就可能导致电路无法达到预计的要求，因此焊接完后要认真检查是否有虚焊的地方。最后就是调试电路了，也是整个系统设计的最后环节，这可就需要细心与耐心了，出现了什么意外情况不能着急，有的时候越着急就越难找出错误，冷静是关键。
此次设计还算是比较成功的，没有出现比较大的错误，但在时间上的把握上还是不足的，还没有一个系统的概念。经过此次的课程设计，对模电有了更深一步的了解。这对今后的学习以及在以后的工作都会起着很重要的作用，对动手能力的培养也非常的重要，让我们的知识学以致用。
附录：
一．元件清单
变压器1个、1000uf电解电容/25v
2个、0.1u瓷片电容
6个、47u电解电容/25v
4个、7812稳压芯片1个、7912稳压芯片1个、7805稳压芯片1个、lm358
1个、lm324
1个、20k电阻2个、IN40076个、1k电阻7个、3k电阻3个、4.7u电解电容/25v
2个、0.33u瓷片电容2个、10k电阻2个、2k电阻2个、200欧电位器1个、10k电位器1个、510欧电阻2个、12v继电器1个、22k电阻1个、20k电位器1个、蜂鸣器/5v
1个、三极管9013
1个、pt100温度传感器1个、100k电阻2个、1k电位器1个、5.6v稳压管2个。
二．超温报警系统总体原理图：
三、参考书目
1.杨欣、王玉凤、
刘湘黔。电子设计从零开始。清华大学出版社(2005-10出版)
四、系统实物图
15
篇2：光耦光电式报警器设计报告
光耦光电式报警器设计报告 本文关键词：报警器，光电，报告，设计，光耦
光耦光电式报警器设计报告 本文简介：光电式报警器摘要本设计为一种基于光电耦合的光电式报警器。本设计由光检测电路、555组成的多谐震荡信号发生电路、逻辑判断电路、译码显示电路等电路组成。采用光电耦合传感器的感光性来检测两路的光耦是否被遮挡，当有光耦被遮挡，则通过数码管和蜂鸣器来确认和识别，当无光耦被遮挡时数码管显示0，而蜂鸣器不报警；当
光耦光电式报警器设计报告 本文内容：
光电式报警器
摘要
本设计为一种基于光电耦合的光电式报警器。本设计由光检测电路、555组成的多谐震荡信号发生电路、逻辑判断电路、译码显示电路等电路组成。采用光电耦合传感器的感光性来检测两路的光耦是否被遮挡，当有光耦被遮挡，则通过数码管和蜂鸣器来确认和识别，当无光耦被遮挡时数码管显示0，而蜂鸣器不报警；当有一路光耦被遮挡住时，数码管显示1，蜂鸣器报警；当2路光耦均被遮挡，数码管则显示2，蜂鸣器同时报警。整体设计简单、分模块化，充分体现了现在电路设计分工合作的思想，同时，本设计有很大的经济应用价值，可以用来防盗报警或工业检测报警等等。。。
关键字：光电耦合
555多谐振荡
模块化
目录
前
言………………………………………………………………………………………………3
第一章
设计内容及要求………………………………………………………………4
第二章
系统组成及工作原理………………………………………………………4
2.1系统组成………………………
………………………………………………4
2.2工作原理………………………………
………………………………………5
第三章
系统设计方案…………………………………………………
………………5
3.1
方案一………………………………………
…………………………………5
3.2方案二…………………………………………
………………………………6
3.3方案选择………………………………………………
………………………7
第四章
电路设计、参数选择………………………………………………………7
4.1光电检测电路…………………………………………………………………7
4.2
逻辑判断电路…………………
………………………………………………8
4.3驱动电路……………………………………………………………
…………8
4.4
显示电路和报警电路…………………………………………………………9
第五章
实验调试过程与测试结果分析………………………………………10
5.1调试过程和现象………………………………………………………………10
5.2测试结果…………………………………………………………
……………11
5.3测试总论…………………………………………
……………………………11
总
结………………………………………………
…………………………………………13
参考文献……………………………
……………………………………………………………14
附
录……………………………………………………………………
……………………14
前言
随着社会上各行各业的蓬勃发展，报警器已经在人们的日常生活中得到了广泛的应用，如汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及各行业的安全系统中，几乎无一例外的私用了报警电路。随着社会科学技术的迅猛发展，人们对于报警器的性能要求也越来越高，然而传统的触摸式、开关式报警器已不能满足人们对于家电的智能化和可靠性的要求。由于光电技术的发展，使得这一难题迎刃而解，光电式报警器随之而产生。如今，光电式报警器已经广泛应用到了工农业、自动化机械、医疗电子等各个行业。
本设计基于光电式报警器的功能而建立模型，借助于逻辑电路，采用模块化设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强，在充分体现光电式报警器的功能同时，使其更稳定，更利于应用到生活。
本设计光电式报警器实用光耦，以及加上一些逻辑器件的组合，简单而实用的完成设计要求。具有节能，安全性高，稳定性好的特点，可以充分应用的到各个安全防范地带。
第一章
设计内容及要求
【设计基本要求】
1.
采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式光电报警。
2.
采用LED显示被遮挡的路数，无报警显示0；1路显示1；2路显示2；同时遮挡显示3.
3.
采用5V供电。
【主要参考元件】
光耦、74LS08，74LS48
【提高要求】：无
第二章
系统组成及工作原理
2.1系统组成
2.2工作原理
首先由两路光耦电路进行检测，将得到的电平信号交由逻辑判断中心进行判断。然后把检测到的输入信号送给译码器进行译码显示被遮挡的光路数，同时，逻辑判断的结果输出电平交由驱动电路，当为高电平时，多谐振荡器起振，产生方波信号，继而驱动LED和蜂鸣器的报警。
第三章
系统设计方案
3.1方案一
用红外二极管进行电路设计，电压提供规律变化的调制电
在一定距离用接收管接收调制光。由于5V电压转换后信号相对较弱，需要必要的放大电路。
因此，此方案需要设计：
①多谐振荡电路
②信号放大电路
③检波电路、电压比较电路
④报警显示电路
3.2方案二
从图中可以分析到：
本设计从数字电路角度设计，用逻辑电平的高低来判断光路的状态，而不必考虑信号的强弱问题，从而简化了电路。
电路模块主要有：
①光电检测电路
②逻辑判断电路
③驱动电路
④显示报警电路
3.3方案选择
从方案的情况来看，方案一的原理更复杂，并且报警电路的灵敏性不太高，故采用方案二。用数字电路的知识来设计报警电路，使得原理更简单，并且电路的性能得到提高！
第四章
电路设计、参数选择
4.1光电检测电路
当任一光耦被遮挡住的时候，光敏三极管处于截止状态，电路输出为高电平，否则输出为低电平，两路光耦输出作为下一级的输入。
R11,R17=510oh,R12,R18=20k
4.2逻辑判断电路
A、
B路为两路光耦输出，送入74LS48译码驱动，同时经过或门，判断是否有信号产生，送给555多谐振荡电路，作为其使能信号。
4.3
驱动电路
555典型的多谐振荡电路，2、6管脚连接，3为驱动输出
C1=10uF，c2=0.01uF，R13=10k,R6=10k,R5=10k
为可调电位器，可调节输出驱动频率
T=(R5+R6+R13)*C1*ln2
4.4
显示电路和报警电路
(数码显示)
（报警闪光）
第五章
实验调试过程与测试结果分析
5.1调试过程和现象
㈠调试用到的仪器有：数字万用表、5V直流稳压电源。
㈡调试分模块进行调试
第一步
将光电转换部分焊接完毕后，接通电源，用数字万用表分别测试挡光和不挡光A、B两点的电压，第一次测试结果是挡光和不挡光的电压值都一样，这说明电路出现了问题，关闭电源，用万用表的蜂鸣档检查电路是否有短路和断路的地方，结果没有，然后又检查了是否将电路焊错了，器件管脚是否搞错了，仔细一检查才发现是将光耦中光敏三极管的发射极和集电极搞反了，将电路改正后再次用万用表测试，结果是不挡光时A=B=0.25V，挡光时A=B=4.7V，符合高低电平的要求，可以焊接下一个模块。
第二步
将数码显示部分的译码器和数码管焊接完毕后，一接通电源，数码管就显示0，用纸片遮挡住光路1，数码管显示1，遮挡住光路2，数码管显示2，同时遮挡，数码管显示3，符合设计要求，说明数码显示这个模块没有出现问题，可以焊接下一个模块。
第三步
将74LS32和光电报警部分焊接完毕后，接通电源，声光报警部分不工作，用纸片遮挡住光路1，发出间歇式声光报警，遮挡住光路2，也发出间歇式声光报警，同时遮挡，同样能发出间歇式声光报警，符合设计要求，这部分也没有出现问题，所有电路全部焊接调试完毕。
㈢最后调试成功后的电路实现的功能为：
1.当任一路光被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警。
2.LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路显1，2路显2，同时遮挡显3。
5.2测试结果
①无遮挡
②1路遮挡
③2路遮挡
④全遮挡
5.3测试结论
由测试结果来看，设计达到了预期的目的，完成了对光路的检测，并且成功显示并给予了报警。
总
结
在这次课程设计中，通过对“光电报警器”的设计、安装以及调试，笔者从中学到了不少知识。在做这个题目的过程中，笔者和搭档一起查资料、学习、设计。这些必要的准备工作完成后，又一起安装电路、焊接电路、测试改进、分析问题。最后得出了比较满意的结果。
本次实践中，进一部加深了笔者对平时所学理论知识的理解和掌握，也了解到要把学到的知识用于实践中，不只重视理论，要考虑学到的东西能用在那方面，例如笔者正开始学《微机原理》，我发现电路主机本上都是由我们以前学过的集成逻辑电路组成。
本次实验培养了笔者的自学能力和独立找出问题、分析问题的能力和动手能力。
在本次实验中，学到了做任何事情都要有耐心，电路焊好并不代表你已经成功了，测试也是一个很重要的阶段。在测试的过程，笔者掌握了一些电路调试的方法和一般规律，同时也掌握了如何来检查和排除实验中的所遇到的一些常见故障。
不是电路在电脑上能仿真出来连接到电路板上就能测试成功，可能在实验的过程中要不断修改方案。
本次设计性实验通过利用光耦及对管这两个廉价的元器件制造出了实用价值更高的光电报警器，该报警器通过555多谐振荡器，74LS32，74LS247，数码管
，蜂鸣器，发光二极管与光耦，对管的巧妙结合，实现了光电报警器可用价值。同时通过两种方案的比较，利用光耦来制造光电报警器效果更好。
参考文献
1.《数字电路基础》
清华大学电子学教研组
编
2.《模拟电子技术基本教程》
华成英
主编
附
录
1.
电路原理图：
2.
电路实图
3.
元件清单表
名称
规格
数量
电阻R
100Ω
X7
200Ω
X2
220Ω
X1
330Ω
X1
510Ω
X2
10kΩ
X2
20kΩ
X2
电位器
10kΩ
X1
电容C
0.01uF
X1
10uF
X1
光耦
X2
LED
X1
74LS48
X1
74LS32
X1
三极管
9014
X1
蜂鸣器
X1
数码管
公阴
X1
第16页
