电工电子综合课程设计-小型智能控制系统设计

《电工电子综合课程设计-小型智能控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书附件1：学号：课程设计题目小型智能控制系统设计学院自动化专业电气卓越工程师班级姓名指导教师年月日武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书目录摘要11有害气体检测与抽排电路设计11.1设计要求11.2电路总体方案21.2.1方案论证21.2.2方案简要说明21.2.3电路系统框图及总体原理图31.3电路原理分析41.3.1电源电路41.3.2第一级光报警电路41.3.3气敏传感器及抽排电路51.3.4第二级声报警电路61.3.5整体工作电路71.3.6整体电路原理图81.3.7整体电路PCB图81.4所用芯片及其他器

2、件说明91.4.1555定时器91.4.2QM-N5气敏传感器101.4.3继电器101.5附表一：有害气体检测与抽排电路所有元件101.6方案优缺点111.6.1方案优点121.6.2方案缺点121.6.3方案改进思路122机器人行走电路设计122.1设计要求122.2电路总体方案122.2.1方案论证122.2.2方案简要说明132.2.3电路系统框图及总体原理图132．3电路原理分析142.3.1555多谐振荡电路152.3.274LS161计数器和计数器显示电路152.3.3JK触发换向电路162.3.4电机控制电路182.3.5整体工作电路182.

3、4所用芯片及其他器件说明192.4.1JK触发器192.4.2L29819表2.1202.5附表2：机器人行走电路所用器件202.6附图：机器人行走电路原理图及PCB图212.7电路优缺点222.7.1优点23武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书2.7.2缺点232.7.3改进思路23设计体会23参考文献24武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书小型智能控制系统设计摘要自动化控制是指机器设备、系统或过程在没有人或较少人的直接参与下实现预期的目标的过程。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，提高劳动生产率。此

4、篇报告包含两个设计：有害气体检测与抽排电路设计和机器人行走电路设计。1.有害气体检测与抽排电路设计。此电路利用了气敏传感器检测信号，并且利用此电压信号通过电压比较器等一些元器件和芯片分两级发出声光报警信号，通知用户检查有害气体产生的原因或撤离，同时控制电机来抽排气体。2.机器人行走电路。此电路可利用计数器与门电路提前预置时间，同时给电机触发控制信号，控制电机正转与反转从而操纵机器人的前进与后退。有害气体检测与抽排电路可以自启动和关闭，两级调节给用户以较高的安全性与可靠性；机器人行走电路可以实现机器人的前进与后退。两个电路的设计都需要比较扎实的专业知识，掌握p

5、roteus和AltiumDesigner等仿真软件的使用，并且学会在设计中调试和优化电路，对电路设计能力有很大的提高。关键词：自动化智能控制分级报警电路设计电路仿真35武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书1有害气体检测与抽排电路设计1.1设计要求运用所学的相关知识，设计有害气体检测与抽排电路。此电路可以自动检测有害气体的浓度，当浓度低于所设定的第一安全值时，电路不实施任何动作，这时电路处于A状态；当浓度高于所设定的第一安全值时，电路发出光报警信号提醒用户进行检查，这时电路处于B状态。当浓度高于设定的第二安全值时，电路发出警笛声且电动机带动风扇进行抽排

6、，这时电路处于C状态。当有害气体浓度再度低于安全值时，声光报警器件以及电机停止工作，电路再度返回A状态并且继续进行检测工作。1.2有害气体检测与抽排电路总体方案1.2.1方案论证对于声报警电路，有两套方案可供选择。其一是通过555定时器产生的方波信号驱动光报警系统与声报警系统以及电机抽排系统同时工作，使其发出单频率报警声，报警灯闪烁且电机带动风扇转动；方案二是利用分级报警机制，利用两个电压比较器，通过对滑动变阻器的控制使系统。在有害气体刚刚产生，尚不构成危害时光报警系统工作，提醒安全人员进行检查，当有害气体浓度较大构成危害时使光报警系统与声报警系统以及电机抽

7、排系统同时工作，且发出双频率警笛声。对比方案一和方案二，方案二分级报警更加合理，而且双频警笛声能起到更好的警示作用，故而选择方案二。1.2.2方案简要说明在电路中，输入的交流电源通过变压、整流、滤波以及稳压输出5v的直流35武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书稳压源给电路供电。另一部分通过气敏传感器捕捉有害气体的浓度，气敏传感器电阻值随其浓度变化而变化，在B状态下通过电压比较器并利用二极管单向导通性，将二极管输出连接555定时器，控制其工作状态，从而控制报警灯的闪烁。在C状态下，通过电压比较器控制继电器的开和关，继电器输出接到555定时器，定时器产生脉

8、冲电压使喇叭产生灯产生报警信号，同时电机开始工作。有