高低电平报警器S

目录1引言.................................................................................................（2）1.1、设计目的………………………………………………………………（2）2设计原理…………………………………………………………（2）2.1、设计要求………………………………………………………………（3）2.1、总体框图………………………………………………………………（3）2.2、0~10V的步进电源设计…………………………………………………（3）2.3、窗口比较器设计…………………………………………………………（5）2.4、报警电路设计…………………………………………………………（6）2.5仿真模拟…………………………………………………………………（7）3实验仪器与器件……………………………………………………（9）心得体会………………………………………………………………（9）参考文献…………………………………………………………（10）引言在我们的日常生活中，经常会用到一些仪器设备只能在一定的输入电压范围内工作，超出此范围，电路工作就不正常。由于这个原因，就需要对输入电压进行监控。本课题从教学训练的角度出发，要求设计一个高低电平报警电路。1、设计目的1、了解电压监控的作用和原理；2、掌握三端可调稳压器的设计、调试方法；3、掌握报警电路的设计方法。2、设计原理2.1技术要求1）当输入电压15ICCVV时45ICCVV时电路报警。2）VI为0~10V步进电源，步进1V，自制。3）VCC=15V.2.2总体框图根据技术要求，此报警器可由以下几部分组成，首先要产生输入电压VI：0~10V的步进电源；第二部分是比较器，将VI与报警门限电平相比较，由于该报警器要求有两个门限电平，即15ICCVV时45ICCVV电路报警，而15ICCVV时45ICCVV电路不报警，所以这里选用窗口比较器；第三部分则为报警电路。总体框图见图5-4-1。0~10V步进电源窗口比较器报警电路VI0~10V图5-4-1总体框图2.30~10V步进电源的设计电源变压器、整流、滤波部分的设计参见实验十整流与稳压。由于要求输出0~10V步进电源，在此选用三端可调输出集成稳压器CW317，有关芯片介绍和电路设计原理可参见课题九数显式稳压电源。CW317输出电压范围为1.2V~37V，为了能满足技术要求输出0~10V，可再选用一片CW337（输出-1.2~-37V），使之输出-1.2V，与CW317的+1.2V相加，从而使输出电压达到0V。参考电路如图5-4-2所示。CW317CW317+-+8Vo0~10V300k100k100k100k100k100k470u100u10080160320640100470u0.1u100u100u0.1u220VVo2Vo1{R2A1图5-4-20~10V步进电源参考电路+++++图中用4个开关的不同组合方式来调节CW317的输出电压Vo1，由3.10可知)RR1(25.1V121o改变2R即可改变1oV，根据上式，读者可以很容易的推导出四个开关不同的闭合方式下Vo1的值。CW337的输出Vo2始终为1.2V。A1组成同相加法器，将Vo1与Vo2相加，即Vo=Vo1+Vo2.2.4窗口比较器的设计电路如图5-4-3（a）所示，传输特性如图5-4-3（b）所示。15k15k+12V+12VVoD1D215k15k15k15k15kVI0~10V741741(a)UomVLVHVI(V)图5-4-3窗口比较器(a)电路图(b)传输特性(b)88741741根据技术要求，UL应为1/5Vcc=8V，UH应为4/5Vcc=8V取R1=R2=R3=15K可满足技术要求，工作过程如下：当VIUH时，D1导通，Vo为低电平当VIUL时，D2导通，Vo为低电平当ULVIUH时，D1、D2都不导通，Vo为高电平.2.5报警电路的设计报警电路的设计方法较多，本课题采用简单的发光二极管和蜂鸣器报警。当15ICCVV时45ICCVV时，发光二极管闪烁，同时蜂鸣器发出嘟、嘟声，电路如图5-4-4所示：+12VRfRUI图5-4-4报警电路UoCR182A8A10.01图中ui为窗口比较器的输出，A1组成矩形波发生器，A2为单门限比较器。A2的同相输入端是一连续变化的以零电位为对称的三角波，其幅度为：of11uRRRu周期为：)RR21ln(RC2Tf1窗口比较器的输出电压与三角波相比，当1/5VccVi4/5Vcc时，ui为高电平，注意设计应使uiu+，此时uo为低电平，发光二极管和蜂鸣器均不工作；当Vi4/5Vcc或Vi1/5Vcc时，ui为低电平，经过单门限比较器，Uo为正负相间的矩形波，当正电平到来时，发光二极管发光，蜂鸣器发出嘟声，当负电平到来时，发光二极管熄灭，蜂鸣器停叫。这样，只要矩形波发生器频率适当，就可看到发光二极管连续闪烁，蜂鸣器发出嘟嘟声。2.6仿真调试变压前后波形整流后波形滤波后波3.实验仪器与器件表3-5元件清单名称类型数量三端稳压器LM3171电阻15k444k5电容100u1470u2二极管1N40074LED1小结这次的课程设计使我受益匪浅，使我巩固了之前学到的电路知识，由于设计的需要，也是我扩展了更多的方面的知识，视野也变得更加宽阔了。既然是课程设计，设计便是第一道大门槛，心里一点头绪都没有。但是我没有放弃，奔波于图书馆的各个地方，查找资料，整理必要知识点，终于有点小有成就，心里有点头绪了。于是我快马加鞭又在网上收集了一些资料，整理好在本子上，开始设计。功夫不负有心人，电路的大概终于设计出来了。之后便开始找各个元器件。电阻、电容、集成电路、二极管、导线。七手八脚的找了起来。元器件里也就是电阻找到相对麻烦了一些，因为电阻比较多，另外容易搞混了。各项工作都准备好了后，我便和搭档开始链接电路了，按照之前设计好的电路一步一步的进行接线。接线也是考验一个人思路的时候，没有一个清晰的思路，电路也连得稀里糊涂，所以我静下心来努力压制住自己内心的急躁，慢慢的连接电路。因为我知道万一哪里接错了一根导线，那么结果是必然是失败的。电路足足连接个三天。真是不容易，在我耐心的检查两三遍确认无误之后，接下来便是见证奇迹的时刻了，开始测试电路！当电源正负极以及地一根根的接到我的电路上时，我便开始紧张起来了。电源按了下去，结果发光二极管无论怎样都不亮，最明显的现象不对，我的心一下子变凉了起来，之前那么的认真最终还是一开始就失败了。唉~算了，一下子就成功也不太现实，于是我自己打了打气。拿回去重新进行检查。检查了很多遍，也让别的同学帮忙检查了，头大的是怎么也检查不出来，心情真是降到了极点。眼看着同学们的电路一个接着一个都调试好了，我心急如焚，身体快要炸掉了。我抚平了下情绪。定了定神继续拿着万用表检查。结果还是一样查不出来。这时候我真是无奈了，把电路放在一旁，丧气的坐在一边。也不知道什么是不是上天给我开的玩笑，无意间我既然发现了一根导线没有真正的接到电路中，可能是在剥导线的时候用力太大，把导线的引脚这段了，只留下一个线头插在电路上。发现了这个情况后我又高兴又无语，竟然会被这样的一个小小的错误纠结到现在。急急忙忙的调整好后我便开始重新接电测试，现象和之前设计的理论情况一致，谢天谢地电路最终弄好了，这样的失误也给我留下了深刻印象，我想以后应该不会再犯这样的错误了。参考文献1.蔡杏山主编《电子工程师自学速成设计篇》机械工业出版社2.铃木雅臣主编《实用电子电路丛书》科学出版3.孙肖子主编《模拟电子电路及基础》西安电子科技大学出版社4.LED照明推进协会主编《LED照明设计与应用》科学出版社