电路课程设计论文

沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书II摘要在我国的一些大中城市，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据您家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。火灾报警系统对现代建筑起着极其重要的安全保障作用。火灾报警器是火灾报警系统的核心。设计更好的火灾报警系统能有效的防止和减少火灾危害，解决火灾报警的问题，对保护人生安全和财产具有现实意义灾报警火器采用差分放大电路，单门限电压比较器，LED显示灯，蜂鸣器，模块设计了一种智能火灾报警器，可以实现声光报警功能。在正常情况下，报警器电路部分不工作（即发光二极管不发光，蜂鸣器不报警），当有火灾发生时报警电路工作，驱动发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫报警。采用Multisim10.0进行仿真，验证和完善设计方案。关键词1差分放大电路；关键词2发光二级管；关键词3蜂鸣器沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书IIII1绪论.........................................................................................................................错误!未定义书签。2课程设计内容及要求..........................................................................................错误!未定义书签。2.1课程设计的目的及意义...............................错误!未定义书签。2.2课程设计任务与要求.................................错误!未定义书签。2.3实验器材...........................................错误!未定义书签。2.4课程设计技术指标......................................................................................错误!未定义书签。3火灾报警器工作原理..........................................................................................错误!未定义书签。3.1***概述（或电路第一部分原理）......................错误!未定义书签。3.2***（电路第二部分原理）............................错误!未定义书签。4电路设计与调试....................................................................................................................................4图4.1火灾报警器的设计与调试...........................................44.1.1火灾报警器参数计算原理........................................44.1.2火灾报警器元器件的选择........................................54.1.3火灾报警电路板实物图.................................................................................................54.2火灾报警器仿真结果.........................................................................................错误!未定义书签。4.2.1火灾报警器加热前仿真..........................................64.2.2火灾报警器加热后仿真.................................................................................................65实验结果分析.........................................................................................................................................75.1火灾报警器结果分析................................................................................................................76总结........................................................................................................错误!未定义书签。致谢.............................................................................................................错误!未定义书签。参考文献.......................................................................................................................错误!未定义书签。沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书11绪论在现代城市家庭里，许多人因为不懂家庭安全常识而引发火灾，使好端端的幸福家庭转眼间毁于一旦,有的导致家破人亡,而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当、报警迟缓,是造成人员所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因,掌握防止发生火灾的知识和万一发生火灾时保护自己的方法,及时消除。英国每年发生50000起以上的严重家庭火灾，其中大部分火灾造成人员伤亡和重大的家庭财产损失，有的还连累左邻右舍，火灾损失更加惨重。在调查火灾起因的时候，绝大多数发生火灾家庭的当事人说，以前总觉得火灾是人家的事情，与自己离得很远，没有想到这一次竟然会发生在自己的头上。家庭火灾的主要原因是麻痹大意，没有及时采取预防措施。在我国的一些大中城市，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据您家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。能够及时的发现并制止火灾就显得很重要，对于家庭和工厂的安全具有很很重要的意义，所以火灾报警器也就显得很重要。火灾报警系统对现代建筑起着极其重要的安全保障作用。火灾报警器是火灾报警系统的核心。设计更好的火灾报警系统能有效的防止和减少火灾危害，解决火灾报警的问题，对保护人生安全和财产具有现实意义。沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书222设计任务2.1课程设计的目的及意义随着我国经济的发展，高层建筑成了城市的主要标志，其中的线路错综复杂，致使火灾的发生率也在大幅度的增加，一旦发生火灾后果不可想象。能够及时的发现火灾并制止显得非常重要，所以火灾报警器应运而生。火灾报警系统对现代建筑起着极其重要的安全保障作用。火灾报警器是火灾报警系统的核心。设计更好的火灾报警系统能有效的防止和减少火灾危害，解决火灾报警的问题，对保护人生安全和财产具有现实意义。通过设计这个电路，初步掌握一般电子电路的设计方法，培养良好的自学能力，独立的分析问题和解决问题的能力。2.2课程设计任务及要求2.2.1任务利用所学知识及查阅资料设计并制造一个火灾报警器2.2.2要求1测试两路温度传感器的温度信号，在正常情况下两路温度传感器所产生的电压相等，指示灯不亮，蜂鸣器不响。当有火灾时，两端的温度传感器产生压差，此压差增大到一定值时经由集成运放构成的差分放大电路的放大以及单限比较器的状态比较，最终驱动发光二极管发光，蜂鸣器报警。2采用Multisim10.0进行仿真，验证和完善设计方案。2.3试验器材2.4课程设计技术指标工作电压：集成运放AU741CD:+12V蜂鸣器BUZZER:+12V热敏电阻及对应的定值电阻输入电压：6V比较电压：+1.5V名称数量数字万用表1台热敏电阻2个运算放大器2个蜂鸣器1个NPN三极管1个直流电源5台稳压管2个发光二极管1个电阻若干沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书333火灾报警器工作原理3.1工作原理概述3.1程序框图3.2方案的工作原理：1.随着温度的升高，热敏电阻的阻值逐渐减小，通过两热敏电阻阻值变化引起的第一级输入输出。2.电压通过比例运放放大，并与第二级运放反向输入电压比较，形成单线比较器。3.通过第二级运放正向输入端电压的变化，是单限比较器输出不同的电平，未控制发光二极管和蜂鸣器的工作与否，从而就控制了报警电路的工作与否。4.电路导通后，发光二极管发光，蜂鸣器报警。如下面仿真图：沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书444电路设计与调试4.1火灾报警器的设计与调试4.1.1火灾报警器参数计算原理.1第一部分原理热敏电阻R’与RP1分压，R”与RP2分压得到Ui1和Ui2，即Ui1=VCC*R’/(R’+RP1)Ui2=VCC*(R”+RP2).常温下，R”分压大于R’分压，电路截止，发光二极管不发光，蜂鸣器不报警。当R”接收高温时R”阻值逐渐减小，当Ui1大于Ui2时，二者形成压差。低一级放大电路导通，同时对信号进行放大，一级运放输出电压U1=R2*(Ui1-Ui2)/R1。如图所示：3.2第二部分原理1.5V电压在第二级运放的反向输入端有电压，即U-=1.5*R4/(R3+R4),形成单限比较器。UZU1图3.2如图：当U1U-时，稳压管反向导通，电压为负，电路截止；当U1U-时发光二极管导通，开始发光，同时蜂鸣器来时报警。沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书554.1.2火灾报警器元器件的选择一．选择适当的热敏电阻R’=20ΩR”=30ΩRP1=RP2=51Ω因此Ui1=VCC*R’/(R’+RP1)=1.69VUi2=VCC*(R”+RP2)=2.22V.同时，R1=10K，R2=20K,从而通过一级运放后的输出电压U1=R2*(Ui1-Ui2)/R1=1.5V二．第二级运放有门限电压U-=1.5*R4/(R3+R4)可以选R3=3KΩ，R4=2KΩ,从而U-=0,.6V,当U1’U-时，UOH=UZ。三．稳压二极管选用±6V,因此UOH=UZ=6V,UOL=-6V.四．发光二极管UD=2,.5V,ID≦2OmA,由ID=(UOH-UD)/R5,可以得R5=51Ω五．三极管的基极电流IB=(UOH-UBE)/R6，UBD=0.7V,IB约为几毫安，因此R6可以选3KΩ六．蜂鸣器电流及集电极电流IC=βIB七．电源为直流电源,加在运放上的为12V，还有三个为6V，一个为1.5V。具体参看电路图4.1.3火灾报警器电路板实物图4.1电路实物图沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书664.2电路的仿真结果及分析4.2.1加热前电路截止，发光二极管不亮，蜂鸣器不响4.2.2加热后，电路中形成压差，电路导通，发光二极管亮了，蜂鸣器也响了。沈阳理工大学装备工程学院课程设计说明书775实验结果分析5.1火灾报警器实验结果分析在这一个多星期的实验过程中，通过计算，仿真查资料等一系列的努力我们最终做出来了一个完整