温度报警器设计教学ppt课件

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1、温度报警器设计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

2、的功能来实现报警，将模电、数电紧密结合，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。一、任务和要求1、用压电陶瓷蜂鸣器作为电声原件；2、当温度在10℃至30℃范围内（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，并根据不同音调区分温度的高低。即：⑴当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交换的“嘀---嘟”声响。⑵当温度低于10℃时，报警器发出单频率声响。3、温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0℃为0mV，温度每上升1℃，递增2mV。4、设计并制作

3、本电路所用直流电源。二、设计方案及思路1.1整体电路构思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

4、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。二、设计框图根据整体构思，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；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。三、单元电路设计1、直流电源电路设计直流稳压5V、12

5、V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、7812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

6、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2.2、放大和比较电路的设计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：Uid≈0URV1=UR2UR2=(Uo／(R3+R2))×R2Uo=(1+R3∕R2)URV1电路放大倍数为：A=(1+R3∕R2)LM324的管脚图LM324是四运放集成电路，LM324工作电压范围宽，可用电源3V～30V，或正负双电源±1.5V～±15V工作

7、。它的输入电压可低到地电位，而输出电压范围为0～VCC。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放大