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1、温报警器设计任务书 作者： 日期：29 个人收集整理 勿做商业用途中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号: 学生姓名： 学 号： 学生姓名： 学 号： 学 院： 信息商务学院 专 业： 电子信息工程 题 目: 电子综合应用实践： 温度控制系统的设计 指导教师： 张敏娟 职称： 讲师 2013 年 1 月 6 日 中北大学课程设计任务书 12/13 学年第 一 学期学 院： 信息商务学院 专 业: 学 生 姓 名: 学 号: 课程设计题目： 温度控制系统的设计 起 迄 日 期： 2013年1月7 日2013年1月18日 课程设计地点: 无损楼201，510 指 导 教 师: 张敏娟
2、 系 主 任： 王明泉 下达任务书日期： 2013 年1 月 7 日课 程 设 计 任 务 书1设计目的:复习和巩固模数电知识，学生通过自己动手设计制作，将电子技术相关理论知识与制作实践相结合，提高学生的动手能力,加深对电子技术原理的理解，增加学习电子技术的兴趣，为今后投入电子技术的开发应用打好基础。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）:设计要求：1、用压电陶瓷蜂鸣器作为电声原件；2、当温度在10-30度范围内时报警器不发声响，当温度超过这个范围时，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度高低，即：当温度高于30时，报警器发出两种频率交替的声音，嘀嘟；当温度低于10时，报
3、警器发出但频率声响;3、温度传感器输出电压可由直流信号源模拟,以0度为0mv,温度每上升1度，递增2mv;显示温度值；4、基于仿真软件对电路进行仿真；5、基于protel99绘制电路原理图和制版图。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：1、课程设计计算说明书；2、设计的原理图和制版图；3、仿真结果 课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：(1傅劲松.电子制作实例集锦.福州:福建科学技术出版社,2006。） (2韩焱.数字电子技术基础。北京：电子工业出版社，2009.)（3。 王卫东。模拟电子技术基础.北京：电子工业出版社，2010）5设计成果形式及要求
4、：1、 课程设计计算说明书;2、电路图，原理框图等6工作计划及进度：2013年1月7日 1月9日：查资料;1月10日 1月13日：在指导教师指导下设计方案和电路图；1月14日 1月16日:完成电路的仿真和调试实验,绘制完整的电路原理图和制版图;1月17日：撰写课程设计说明书； 1月18日：答辩系主任审查意见: 签字： 年 月 日设计说明书应包括以下主要内容： （1）封面：课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间 （2）设计任务书 (3）目录 （4）设计方案简介 (5）设计条件及主要参数表 （6）设计主要参数计算 （7）设计结果 （8)设计评述，设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会 (9）参
5、考文献前言 综合电子设计与实践是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程。 它的开展是为了提高和增强学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由支路。 这次课题的设计任务要求是完成一个温度报警器的制作，并实现当温度高于30时发出双音报警,温度低于10时发出单音报警的功能要求。本设计中充分展示了模拟电子技术的优点，利用放大电路、窗口比较器进行温度的判定，再结合数字电子技术的优点,充分利用单元电路的功能来实现报警，将模电、数电紧密
6、结合，综合应用，不但对知识有了更进一步的掌握,也极大地提高了动手能力，并让学生对于实际电子产业有了初步的认识，对于以后的就业打下一定的基础。目录1. 实验目的12. 设计要求13. 设计方案简介14.一、设计目的：复习和巩固模数电知识，学生通过自己动手设计制作，将电子技术相关理论知识与制作实践相结合,提高学生的动手能力，加深对电子技术原理的理解，增加学习电子技术的兴趣，为今后投入电子技术的开发应用打好基础.二、设计要求：1、用压电陶瓷蜂鸣器作为电声原件；2、当温度在1030度范围内时报警器不发声响,当温度超过这个范围时,报警器发出声响，并根据不同音调区分温度高低，即：当温度高于30时，报警器发
7、出两种频率交替的声音，嘀-嘟；当温度低于10时,报警器发出但频率声响；3、温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0度为0mv，温度每上升1度，递增2mv；显示温度值；4、基于仿真软件对电路进行仿真；5、基于protel99绘制电路原理图和制版图。三、设计方案简介 本次温度报警电路的设计我们用压电陶瓷蜂鸣器作为报警电路的电声元件,通过电压的变化来模拟温度的高低，以0为0mV，温度每上升1，递增2mV;由于变化的电压值较小，所以我们采用放大电路对其进行放大100倍，然后通过后级比较电路对电压进行比较，当温度在10至30范围内（允许误差1）即电压在20mV至60mV时报警器不发声响,当温度超过这个
8、范围时，即当接收到的输入电压（前级放大器的输出）小于2V（10时放大器的输出为2V)或者大于6V时(30时放大器的输出为6V）,输出高电平以驱动后级的发生报警电路，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度的高低,即当温度高于30时，报警器发出两种频率交换的“嘀-嘟”声响；当温度低于10时，报警器发出单音频率声响. 电路所需的直流电压由5V和12V直流电源提供。 根据整体构思,说设计电路分为四个模块： 直流电源、信号放大电路、比较电路和报警电路。 其中直流电源由变压器、整流桥、滤波电路、稳压器组成； 放大器的设计采用集成运放放大； 比较器采用窗口比较器，通过电压的变化可以模拟实现高温低温的变化；
9、报警电路有单双频之分,选用555定时器件做成多谐振荡器，以分别实现单双频报警。四、单元电路设计 1、直流电源电路设计 直流稳压5V、12V电源的设计，输入交流电220V（峰值312V）,50Hz. 稳定直流电源设计的一般思路是让输入交流电压220V（峰值312V)50Hz先通过变压器（降压到合适的数值，如16V),再通过整流电路（将正弦波交流电压转换为直流脉动电压，即交直流成分均有）,然后经过滤波电路(减小电压的脉动)，最后经过稳压电路（使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻的影响）。 采用整流桥实现整流的目的，以2200uF的大电解电容作为滤波电路,采用固定式三端集成稳压器7805、7
10、812来稳定输出电压。 如下图所示,220V(峰值311V)50Hz交流电经变压器220：16输出两组独立的16V交流电，经整流桥、大电容滤波后分别经过集成稳压块7812和7805作用得到+12V、+5V的直流输出电压。稳压电源组成框图如图1所示:W7805、W7812管脚图 1.放大电路 放大电路图： 此电路是同相比例运算电路,电路引入了电压串联负反馈。根据反馈放大电路工作在深度负反馈的状态下：Uid0URV1=UR2UR2=（Uo（R3+R2）)R2Uo=（1+R3R2)URV1电路放大倍数为:A=(1+R3R2）LM324的管脚图 LM324是四运放集成电路，LM324工作电压范围宽,可
11、用电源3V30V，或正负双电源1。5V15V工作。它的输入电压可低到地电位，而输出电压范围为0VCC.它采用14脚双列,它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用上图左示的符号来表示。 R1处加一个+12V的直流电压（即7812的输出端），通过滑动电位器RV1来改变放大器的输入电压URV1。根据实验设计要求(当温度在10至30范围内且允许误差1）时报警器不发声响，当温度超过这个范围时，报警器发出声响。以0为0mV，温度每上升1，递增2mV,即低于20mV报警（单频），20mV-60mV不报警，高于60mV报警（双频）。 URV1经过LM324
12、放大100倍后，就变为01.9V报警（单频），2V6V不报警,大于6v报警（双频)。再经过窗口比较器。 注意事项： R1与RV1要取合适的值,RV1应尽量小点，以提高电路的灵敏度。2。3 窗口比较器电路窗口比较器电路图： 由LM324中的两个运放组成1个窗口比较器，以12V为电源电压，通过调节电位器RV2、RV3来确定窗口比较器的两个基准电压，使分别为2V、6V,调节好后使其稳定不再变化. 放大器的输出电压UO与两个基准电压进行比较,若UO小于2V,则B运放输出为高电平，输出端接一个保护电阻经过D1 （5V稳压管）使输出电压稳定在5V； 若UO在2V与6V之间，则运放B与C输出都为低电平，即电压为0; 若UO大于6V，则运放C输出为高电平，输出端接一个保护电阻经过D2（5V稳压管)使
