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1、基于 multisim 的火灾报警电路设计【摘要】本文讲了利用热敏电阻阻值随温度变化的特点，在以各电阻和电压跟随器，减法比例运算器，电压比较器等 电路的合理正确连接，就可形成一个较为简单的火灾报警电路。【关键字】计算机、Multisim 仿真软 件、温度传感器、比例运算电路、单限比较器、报警电路；目录1.引言： .32.Mulitism软件的简介： .32.1.Mulitism软件的由来： .32.2.Multisim的发展史： .32.3.multisim 10概述 .53.火灾报警电路说明： .63.1火灾报警电路总体说明： .64.火灾报警电路原理与分析： .64.1.温度传感器： .7
2、4.2.比例运算电路： .74.3.单限比较器： .84.4.报警电路： .84.5.总结： .95.设计方法步骤与仿真： .95.1.画出原理图。如电路图 2： .95.2.根据设计原理计算： .95.3.选择和估算出声光报警电路参数： .95.4.电路仿真： .106.结束语： .10致谢： .111.引言：生活中难免遇到火灾的发生，为了在火灾来临之前防患于未然，因此一个火灾报警器是十分必要的，因而我们模拟设计了火灾报警电路。它包括了温度传感器、放大器、电阻、模拟电路实验箱、发光二极管、蜂鸣器等等。其中温度传感器是一个热敏电阻，它通过感知温度的变化来改变电路中电流的大小，并影响电路中二极管
3、和蜂鸣器中所通过的电流，使其产生变化。而后通过 multisim软件仿真的实现来使二极管发光以及使蜂鸣器报警，从而来实现预防火灾及减小火灾危害的作用。2.Mulitism 软件的简介：2.1.Mulitism软件的由来：Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称 IIT公司)推出的以 Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用 Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提
4、炼了 SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的 SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过 Multisim和虚拟仪器技术，PCB 设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 EWB是基于 PC平台的电子设计软件，它提供了一个功能全面的 SPICEA/D系统，支持模拟和数字混合电路的分析和设计，创造了集成的一体化设计环境，把电路原理图的输入、仿真和分析紧密的结合起来。系统将 SPICE仿真器完全集成在原理图输入和测试仪仪器等工具之中。与其它 Windows环境下的系统软相类似，
5、它具有图形化界面，提供按钮式的工具栏，各个菜单中各个选项的物理意义一目了然。在输入原理图时，自动地将其编辑成网络表送到仿真器，加快建立和管理的时间；而在仿真过程中，若改变设计，则立刻获得改变化所带来的影响，实现了交互式的设计和仿真。Mulitism9是 EWB的新产品，具有更为庞大的元器件模型参数库和更为齐全的仪器仪表库；除了具有 SPICEA/D全部分析功能外，还包含万用表、信号发生器、示波器、频谱分析仪、网络分析仪、失真分析仪、频率计、逻辑分析仪、逻辑转换仪、波特图仪、瓦特图表等 18种虚拟仪器仪表，可模拟试验室内的操作进行各种实验。因而，学习 Mulitism，除了可以提高仿真能力、综合
6、能力和设计能力外，还可进一步提高实践能力。2.2.Multisim的发展史：Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称 IIT公司)首次推出的一款专门应用于模拟/数字电路板的设计工作。该公司从开发出第一款仿真软件后又连续研制出了 EWB5.0 、EWB6.0 、Multisim2001 、Multisim 7 、Multisim 8等五款仿真软件，后被被美国 NI公司收购以后，其性能得到了极大的提升。最大的改变就是：Multisim 9 与 LABVIEW 8的完美结合： 新 特 点 ：（ 1） 可 以 根 据 自 己 的 需 求
7、 制 造 出 真 正 属 于 自 己 的 仪 器 ； （ 2） 所 有 的 虚 拟 信 号 都 可 以 通 过 计 算 机 输 出 到 实 际 的 硬 件 电 路 上 ；(3)所有硬件电路产生的结果都可以输回到计算机中进行处理和分析。Multisim 9 组 成 ：1 构 建 仿 真 电 路 2 仿 真 电 路 环 境 3 multi mcu - 单 片 机 仿 真 4 FPGA、 PLD， CPLD 等 仿 真 5 FPGA、 PLD， CPLD 等 仿 真 6 通 信 系 统 分 析 与 设 计 的 模 块 7 PCB 设 计 模 块 ： 直 观 、 层 板 32 层 、 快 速 自 动
8、布 线 、 强 制 向 量 和 密 度 直方 图 8 （自动布线模块）仿 真 的 内 容 ：1 器 件 建 模 及 仿 真 ； 2 电 路 的 构 建 及 仿 真 ； 3 系 统 的 组 成 及 仿 真 ； 4 仪 表 仪 器 原 理 及 制 造 仿 真 。 器 件 建 模 及 仿 真 ： 可 以 建 模 及 仿 真 的 器 件 ： 模 拟 器 件 （ 二 极 管 ， 三 极 管 ， 功 率 管 等 ） ； 数 字 器 件 （ 74 系 列 ， COMS 系 列 ， PLD， CPLD 等 ） ； FPGA 器件。 电 路 的 构 建 及 仿 真 ：单 元 电 路 、 功 能 电 路 、 单
9、片 机 硬 件 电 路 的 构 建 及 相 应 软 件 调 试 的 仿 真 。 系 统 的 组 成 及 仿 真 ： Commsim 是 一 个 理 想 的 通 信 系 统 的 教 学 软 件 。 它 很 适 用 于 如信 号 与 系 统 、 通 信 、 网 络 等 课 程 ， 难 度 适 合 从 一 般 介 绍 到 高 级 。 使 学 生 学 的更 快 并 且 掌 握 的 更 多 。 Commsim 含 有 200 多 个 通 用 通 信 和 数 学 模 块 ， 包 含 工 业 中 的 大 部 分 编 码 器 ， 调 制 器 ，滤 波 器 ， 信 号 源 ， 信 道 等 ， Commsim 中
10、 的 模 块 和 通 常 通 信 技 术 中 的 很 一 致 ， 这 可 以 确保 你 的 学 生 学 会 当 今 所 有 最 重 要 的 通 信 技 术 。 要 观 察 仿 真 的 结 果 ， 你 可 以 有 多 种 选 择 ： 时 域 ， 频 域 ， XY 图 ， 对 数 坐 标 ， 比 特误 码 率 ， 眼 图 和 功 率 谱 。 仪 表 仪 器 的 原 理 及 制 造 仿 真 ： 可 以 任 意 制 造 出 属 于 自 己 的 虚 拟 仪 器 、 仪 表 ， 并 在 计算 机 仿 真 环 境 和 实 际 环 境 中 进 行 使 用 。 PCB的设计及制作：产品级版图的设计及制作。 美
11、国 NI 公 司 提 出 的 理 念 ：“把 实 验 室 装 进 PC 机 中 ” “软 件 就 是 仪 器2.3.multisim 10概述 通 过 直 观 的 电 路 图 捕 捉 环 境 , 轻 松 设 计 电 路 通 过 交 互 式 SPICE 仿 真 , 迅 速 了 解 电 路 行 为 借 助 高 级 电 路 分 析 , 理 解 基 本 设 计 特 征 通 过 一 个 工 具 链 , 无 缝 地 集 成 电 路 设 计 和 虚 拟 测 试 通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间 直 观 的 捕 捉 和 功 能 强 大 的 仿 真 ：NI Multisim软件结合了直观的捕
12、捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借 NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准 SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级 SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与 NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。 电 子 通 信 类 其 它 常 用 的 仿 真 软 件 ：System view-数 字 通 信 系 统 的 仿 真 Proteus 单 片 机 及 ARM 仿 真 LabVIEW
13、 虚 拟 仪 器 原 理 及 仿 真 3.火灾报警电路说明：此火灾报警电路的框图如下:图1火灾报警电路框图3.1火灾报警电路总体说明： （1）温度控制电路有热敏电阻的水温度的的变化电阻减小而控制必列运算电路的输入电压。（2）比例运算实现电压差。并用输出控制单限比较器。（3）不同的电压使单限比较器输出不同的电平。使二极管和晶体管导通，控制报警电路。（4）导通后二极管亮，蜂鸣器发声报警。此火灾报警电路中使用了热敏电阻元件以及比例运算电路以及声光报警电路。4.火灾报警电路原理与分析：如下图所示为火灾报警电路原理图：图 2火灾报警电路原理图温度控制电路 加减运算比例实现差分放大单限电压比较器 声光报警
14、电路4.1.温度传感器：温度传感器工作原理：温度传感器是检测温度的器件，被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，其种类多，发展快温度传感器一般分为接触式和非接触式两大类所谓接触式就是传感器直接与被测物体接触进行温度测量，这是温度测量的基本形式而非接触式是测量物体热辐射而发出的红外线从而测量物体的温度，可进行遥测，这是接触方式所做不到的 接触式温度传感器有热电偶、热敏电阻以及铂电阻等，利用其产生的热电动势或电阻随温度变化的特性来测量物体的温度，被广泛用于家用电器、汽车、船舶、控制设备、工业测量、通信设备等另外，还有一些新开发研制的传感器，例如，有利用半导体 PN 结电流/电压特性随温度变化的半导体集成传感器；有利用光纤传播特性随温度变化或半导体.其中温度传感器（热敏电阻）随温度的变化阻值变小，因此分压减小。有公式：=
