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1、电工与电子技术课程设计 -煤气安全报警电路系 别： 专业班级： 姓 名： 学 号：指导老师：时 间：目录一、问题的引入-3二、设计目的-3三、设计要求-3四、所需仪器设备与器件-4五、设计内容、方法与步骤-4六、收获与体会-10七、参考文献-11一、问题的引入： 在实际应用中，常常需要一种能够自动发出报警的装置，比如煤气的安全报警的控制系统。本节设计与制作的电路就具有这种功能。 二、设计目的： 通过这一课程设计，读者可以在如下方面得到锻炼。 （ 1 ）基本了解设计数字系统的一般方法。 （ 2 ）进一步熟悉常用数字器件的使用方法。 （ 3 ）基本掌握通过逻辑分析查找数字电路故障的方法。 三、设计
2、要求： 设计并制作出一种用于控制煤气排放量的自动报警电路，它具有如下功能： （ 1 ）可以控制煤气的排放量。 （ 2 ）可以自动产生空气负离子和臭氧。 （ 3 ）每过一段时间，使排放的过多的气体与臭氧化合成对人体无毒害的。 （ 4 ）空气成分变化的间隔时间可以自动调节。 四、所需仪器设备与器件 稳压电源， protel99绘图软件，负离子发生器，扬声器。555集成定时器 五、设计内容、方法与步骤：设计内容） 全报警器受控的基本原理当有害气体达到危险浓度时，时基电路1的2脚电位大于c（），2的3脚输出为低电平，继电器得电吸合，其常开触点闭合，接通机外报警系统。同时扬声器发出“嘀”声，发光。当煤气
3、泄露故障排除后，电路自动复原。调节电位器，可改变报警的灵敏度。2 ） 系统框图根据设计要求，确定如下图所示系统框图。气敏探测电路报警电路电子开关电路电源电路 开放式空气负离子发生器 电源电路（1）电源电路市电经变压器T1降压、整流桥VC整流、串联型晶体管稳压电路（由三极管VT1、VT2等组成）稳压后，提供12V直流电源 (2)敏探测电路 由气敏元件MQ-N5、电位器RP1、电阻R5和指示灯H组成。H起稳定 气敏元件灯丝的电流作用，以使报警器工作稳定、可靠。因为灯丝电阻随温度（即通过的电流）而正比变化。温度高，电阻大，致使流过灯丝的电流减小；反之，电流增大，从而确保灯丝电流的稳定。分流电阻R5用
4、以减少流过指示灯H的电流，避免灯丝达到正常的白炽化程度（白炽化时就失去稳流作用）。气敏元件预热数分钟后，在清洁的空气中，测量极A-A与B-B之间的电阻为一个稳定值，适当调节电位器RP2，可使B-B端的电压接近为零（即RP2为调零电位器），当气敏元件遇到煤气后，A-A与B-B之间的电阻相继下降，B-B端的电位则上升。利用B-B端的电位去控制电子开关电路。电子开关电路（3）电子开关电路由JEC-2施密特集成电路A1和三极管VT3组成。当B-B端（即A1的7脚）为低电平时，2脚输出为高电平，555时基电路A2 不工作。此时VT3因反偏而截止。当7脚为高电平时，A1电路反转，2脚输出为低电平，A2电路
5、被接通，VT3导通，继电器KA得电吸合，其常开触点闭合，接通负离子发生器的电源，使它投入工作。 (4)报警电路由555时基电路A2、发光二极管VH、扬声器B及阻容元件等组成。A2等组成音频振荡器。工作时，扬声器发出“嘀”的声音，VH发光。当煤气泄露故障排除后，电路自动恢复。*555定时器的基本电路结构及其工作原理。555定时器电路是一个中规模的集成电路，可以由TTL电路或CMOS电路构成。它是一种能产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路。只要在外部配上几个适当的电阻元件，就可以构成单稳态触发器。多谐振荡器以及施密特触发器等脉冲产生与整形电路，在工业自动控制，定时，仿声和防盗报警等方面有广泛的应用
6、。555定时电路结构如下图所示。开放式空气负离子发生器 (5)开放式空气负离子发生器由双向晶闸管V、二极管VD1VD2、升压变压器T2、电阻R11R13和电容C5C7组成。市电经R10、C6分压，在V的第一电极和第二电极加有电压。VD1、C5和R11为触发回路，R11、C5起移相。当市电负半周时，C6两端电压为上负、下正，这时经VD3、R12向C7充电，C7两端电压瞬间达8V左右，V导通。当市电电压过零时，由于C5的移相作用，C5两端的电压加到V的控制极上，V仍然保持导通。当市电正半周时，经VD1直接触发V，使其导通。T2初级绕组与C7组成一个LC振荡电路就产生一个衰减式自由振荡，其频率约72
7、5Hz，振荡电流经T2升压，再经VD2整流，便在负离子发生器的极板上产生静电高压，于是就电离出空气负离子和臭氧沿着电力线向四周扩散开来。图中，R13的作用是防止人体触电而设的。由于该装置工作时不会产生高压放电火花，所以不会发生煤气爆炸事故。 由以上个各分组功能元件可以得到整体功能电路图,如下图所示 六、收获与体会这次做的是模拟电子课程设计，虽然以前已经做过数字电子课程设计，有了一定的经验，但是还是遇到了重重困难，我运用所学的课本知识，以及查阅相关的文献，对设计过程中、所遇到的问题都一一的攻破，经这次设计证明，将所学的知识和电子设计方法相结合，大大的调动了我们学习的积极性，并有利于我们系统的科学
8、地培养我们的实际动手能力，工程设计能力及创新设计能力，活耀了我们的思维，既符合由简到繁，循序渐进的教学规律，又能激发我们对模拟电子线路设计的兴趣。通过课程设计，我们对所学的知识有了更深刻地了解，实现了从理论到实践再到理论的几个飞跃，也更加了解到科学知识应该以服务社会为目的，只有掌握了足够的知识才能更好的为社会贡献我们的力量。我们学会了利用所学知识以技术上的知识解决问题的能力。本次设计得道了老师和同学们的大力帮助，但由于本人知识水平有限，总有许多的不足之处，希望各位老师能够提出宝贵的建议和批评，以助于我以后能够完成更完美的设计。七、参考文献1、 康华光.电子技术基础.高等教育出版社.2002.2、 宋春荣.通用集成电路速查手册.山东科学技术出版社.1995.3、 赵保经.中国集成电路大全.国防工业出版社.1985.4、 高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.电子工业出版社.2002.5、谢自美.电子线路设计、实验、测试.华中理工大学出版社.2003.6、 赵志杰.集成电路应用识图方法.机械工业出版社.2003.7、 张庆双.电子元器件的选用与检测.机械工业出版社.2003.8、 童本敏.TTL集成电路.电子工业出版社 （注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）
