1、模擬電子課程設(shè)計(jì)題目名稱： 溫度報(bào)警器課程設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 溫度報(bào)警器課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警電路，通過(guò)對(duì)溫度報(bào)警電路的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，掌握溫度報(bào)警電路的工作原理和運(yùn)算放大器在實(shí)際電子電路中的應(yīng)用。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求在一些要求恒溫的場(chǎng)所，如生物實(shí)驗(yàn)室、蔬菜大棚等，對(duì)溫度有一定的要求。如果溫度太高，則應(yīng)及時(shí)采取降溫措施；如果溫度太低，則應(yīng)及時(shí)采取升溫措施。為便于及時(shí)不解溫度是否正常，可使用溫度報(bào)警器。1）當(dāng)溫度高于在1030范圍內(nèi)時(shí)，報(bào)警器不發(fā)出聲音。當(dāng)溫度超出這個(gè)范圍時(shí)，報(bào)警器報(bào)出聲響，并可根據(jù)聲響的不同單調(diào)區(qū)分溫度的高低，即：當(dāng)溫度高于30或溫度低于

2、10時(shí)，報(bào)警器發(fā)出不同的聲音。2）可用515v直流穩(wěn)壓電源供電。3）在保證性能的前提下，晝減少功耗，降低成本。三、總體方案：1.基本原理溫度報(bào)警器由感知外部溫度的橋式測(cè)溫電路，差動(dòng)放大電路，滯回比較器及報(bào)警器組成。溫度報(bào)警器是通過(guò)對(duì)溫度有一定的感應(yīng)的電阻的阻值的變化，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電壓的變化，從而通過(guò)一系列的電路產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)，輸入報(bào)警器，從而報(bào)警器發(fā)出不同的聲響。測(cè)溫電路由電阻組成，其中有一個(gè)就是對(duì)環(huán)境溫度有感應(yīng)的熱敏電阻，它和其他電阻組成一個(gè)支路，另外還要有兩個(gè)支路，都是用定值電阻組成的，事先就把相應(yīng)的溫度轉(zhuǎn)換相應(yīng)的電壓，從而用不同阻值的電阻分壓，這樣就可以產(chǎn)生兩個(gè)固定的溫度，可以作為溫度的上

3、下限。然后，把它們的比較結(jié)果作為輸入進(jìn)差動(dòng)放大電路，進(jìn)行一定倍數(shù)的電壓放大，在把差動(dòng)電路的輸出作為滯回比較器的輸入，這是為了穩(wěn)定輸出，把穩(wěn)定的信號(hào)輸入報(bào)警器中。這就是一個(gè)完整的溫度報(bào)警電路。2.系統(tǒng)框圖 外界溫度測(cè)溫電橋差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路滯回比較器滯回比較器報(bào)警器報(bào)警器四、詳細(xì)設(shè)計(jì)：1.測(cè)溫電橋（見下圖，圖一）圖一 測(cè)溫電路測(cè)溫電橋由一個(gè)熱敏電阻及若干個(gè)用于調(diào)節(jié)電橋平衡的電阻組成。其中r7，r8是分別用于調(diào)節(jié)兩個(gè)電橋平衡的滑動(dòng)變阻器，r2是溫度傳感器。r1,r2,r3,r4及r8組成測(cè)溫電橋。其呈現(xiàn)出的阻值與溫度成線性變化關(guān)系且具有負(fù)溫度系數(shù)，而溫度系數(shù)又與流過(guò)它的工作電流有關(guān)。為了穩(wěn)定

4、r2的工作電流，達(dá)到穩(wěn)定其溫度系數(shù)的目的，設(shè)置了穩(wěn)壓管d1。測(cè)溫電橋的輸出電壓為：u=ub-ua2.差動(dòng)放大電路 （見下圖，圖二）圖二 差動(dòng)放大電路由集成運(yùn)放及外圍電路組成的差動(dòng)放大電路，將測(cè)溫電橋輸出電壓u 按比例放大。其輸出電壓當(dāng)r10=r11,(r12+rw14)=r13時(shí)， uo1=( r12+rw14)* (ub-ua)/r10可見差動(dòng)放大電路的輸出電壓uo1僅取決與兩個(gè)輸出電壓之差和外部電阻的比值。rw15用于差動(dòng)放大器調(diào)零。3滯回比較器（見下圖，圖三） ur ui圖三 滯回比較器差動(dòng)放大器的輸出電壓uo1輸入及集成運(yùn)放組成的滯回比較器。設(shè)比較器輸出高電平uoh,輸出低電平uol,

5、參考電壓ur加在反向輸入端。門限寬度大小可通過(guò)調(diào)節(jié)r2/r3的比值來(lái)調(diào)節(jié)。4.輸出報(bào)警器（見下圖，圖四）圖四 報(bào)警器電路滯回比較器輸出的電壓作為輸入的信號(hào)輸入報(bào)警器，利用一般的雙音報(bào)警器電路來(lái)作為報(bào)警器。調(diào)節(jié)報(bào)警電路的電阻，電容的不同決定頻率的不同值使報(bào)警器發(fā)出不同的聲音。報(bào)警器電路由兩片555定時(shí)器組成。都接成自激多諧振蕩器的工作方式。a3的輸出方波信號(hào)由r41去控制a4的5腳電平。當(dāng)a3輸出高電平信號(hào)時(shí)，a4的振蕩頻率低；當(dāng)a3輸出低電平信號(hào)時(shí)，a4的振蕩頻率高。因此a4的振蕩頻率被a3的輸出電壓調(diào)制為兩種音頻頻率，使揚(yáng)聲器發(fā)出不同的響聲。五、整體電路：六、總結(jié)：通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)我們得出了一下

6、結(jié)論：lm324可以放大信號(hào)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將系統(tǒng)模塊化，更有利于我們?nèi)ミx擇電路的參數(shù)，更有利我們?nèi)シ治龊驼{(diào)試電路。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們用了自己的理論知識(shí)去分析和計(jì)算電路圖，雖然將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)當(dāng)中去了，但是我們從這次課設(shè)中總結(jié)的結(jié)論是，理論永遠(yuǎn)是理論知識(shí)，而實(shí)際往往和理論的有些偏差，因?yàn)槲覀儾豢赡馨褜?shí)際當(dāng)中的任何情況都能考慮進(jìn)去，只有通過(guò)不斷地去調(diào)試，理論與實(shí)際結(jié)合才能把系統(tǒng)順利完成。我們對(duì)模電這門課程有了更深層次的認(rèn)識(shí)，掌握了如何運(yùn)用書本的知識(shí)去做一個(gè)較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，最終，通過(guò)大家努力把溫度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)出來(lái)了。但是，就實(shí)際情況而言，本電路還是其不足之處。首先，本電路所用的元器件

7、以及整體構(gòu)思都比較一般，并沒(méi)有什么先進(jìn)性。其次，元器件的精確度也不是很高，再有，自己所設(shè)計(jì)的放大部分的參數(shù)選取不夠完美，問(wèn)題考慮不周，并不是所有溫度都能超限報(bào)警。然后，由于所學(xué)知識(shí)和能力有限，設(shè)計(jì)的電路還有不完善之處，許多地方仍然需要改進(jìn)，從而減小誤差，增加其實(shí)用性。這個(gè)可以當(dāng)我們所學(xué)知識(shí)更加充分時(shí)去完善它。七、參考文獻(xiàn)：1 童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介華. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)m.北京：高等教育出版社，1997.3 曾令榮，林茂，項(xiàng)雙兵等. 溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)j.電子制作4 孫梅生. 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，1998.5

8、高吉祥. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.2002.6 畢克允. 新編中國(guó)半導(dǎo)體器件手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1992.7 陳杰，黃鴻. 傳感器與檢測(cè)技術(shù).北京：高等教育出版社.2008.8 陳艾. 敏感材料與傳感器.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.八、收獲和體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)加深了我們對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，并能將其熟練應(yīng)用，做到理論與實(shí)際相結(jié)合。設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到過(guò)挫折和困難，由于能力有限，設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，課程設(shè)計(jì)時(shí)很累，但生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。培養(yǎng)我們學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。本次課程設(shè)計(jì)完成了，可是我們的專

9、業(yè)實(shí)踐才剛剛開始，這是一個(gè)好的開始。現(xiàn)在我們即將步入大三的學(xué)習(xí)生活，還有短短的兩年時(shí)間，我們就將步入工作崗位，用我們的專業(yè)知識(shí)去工作。如果沒(méi)有這讓的實(shí)踐活動(dòng)，我想我將很難和工作接軌，很難把知識(shí)運(yùn)用到工作中去。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)我在學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)知識(shí)掌握得不牢固，有很多知識(shí)點(diǎn)都忘記了，不過(guò)作設(shè)計(jì)的同時(shí)，讓我重新回顧了這些知識(shí)。我相信，我會(huì)在本次課程設(shè)計(jì)中受益匪淺，為將來(lái)的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)以及工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。九、附錄： 1、元器件管腳圖及簡(jiǎn)介 lm324管腳圖lm324是四運(yùn)放集成電路，它采用14腳雙列，它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大

10、器可用上圖左所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“v+”、“v-”為正、負(fù)電源端，“vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端vo的信號(hào)與該輸入端的相位相反；vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。lm324的引腳排列見下圖。cb555管腳圖1地 gnd ，2觸發(fā)， 3輸出，4復(fù)位， 5控制電壓，6門限(閾值） ，7放電 ，8電源電壓vcc555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 rs 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 a1 的反相輸入端的電壓為 2vcc /3，a2 的同相輸入端的電壓為vcc /3。若觸發(fā)輸入端 tr 的電壓小于vcc /3，則比較器 a2 的輸出為 1，可使 rs 觸發(fā)器置 1，使輸出端 out=1。如果閾值輸入端 th 的電壓大于 2vcc/3，同時(shí) tr 端的電壓大于vcc /3，則 a1 的輸出為 1，a2 的輸出為 0，可將 rs 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。lm7805、lm7812、lm7912