模拟电子课程设计--- 温度报警器

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1、模拟电子课程设计题目名称：温度报警器姓名：金燕学号：10058108班级：电信101信息与电子工程学院设计题目：温度报警器一．任务和要求1）当温度在10℃~30℃范围内时，报警器不发出声音。当温度超出这个范围时，报警器报出声响，并可根据声响的不同音调区分温度的高低，即：当温度高于30℃或温度低于10℃时，报警器发出不同的声音。2）可用5~15V直流稳压电源供电。3）在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。二．总体方案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

2、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℃时放大器输出为2V）或者大于6V时（30℃时放大器输出为6V），输出高电平以驱动后级的发生报警电路报警器发出声响，并根据不同音调区分温度的高低，即当温度高与30℃时，报警器发出两种频率交换的“嘀—嘟”声响；当温度

3、低于10℃时，报警器发出单频率声响；电路所需直流电源由5v和12v的直流电压提供。1.2设计方案电路框图如下：温度模拟信号直流电源放大比较电路音频报警器根据整体构思，所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；对于比较器我们选择窗口比较器，通过电压的变化可以模拟实现高温低温。报警电路有单双频之分，选用555定时器作成多谐振荡器，以分别实现单双频报警。二.详细设计1、直流电源电路设计直流稳压5V,12V电源的设计，输入交流电

4、220v（峰值312v）50hz。稳定直流电源设计的一般思路是让输入电压交流电220v（峰值312v）50hz先通过电压变压器（降压到合适的数值，如16v），，再通过整流网络（将正弦波电压转换为直流脉动电压（直交流成分均有）），然后经过滤波网络（减小电压的脉动），最后经过稳压网络（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（幅值311V）50Hz交流电经变压器220:16输

5、出两组独立的16V交流电，经整流桥、大电容滤波后分别经过集成稳压块7812与7805作用得到+12、+5V的直流输出电压。稳压电源组成如图1所示：图1直流电源系统方框图电源变压器：将电网提供的220V交流电压转换为各种电路设备所需的交流电压。图Proteus模拟直流电源电路图2.2放大和比较电路的设计Ⅰ、放大器电路放大器电路图：此电路是同相比例运算电路，电路引入了电压串联负反馈。该电路的放大倍数为：处加一个+12v的直流电压（即7812的输出端），通过滑动电位器来改变放大器的输入电压。根据实验设计要求（当温度在10℃至30℃范

6、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。以0℃为0mv，温度每上升1℃，递增2mv）即低于20mv报警（単频），20mv-60mv不报警，高于60mv报警（双频）。经过LM324放大100倍后，就变为0~1.9v报警（単频），2v~6v不报警，6.1v~10v报警（双频）。再经过窗口比较器…注意事项：与要取合适的值，应尽量小点，以提高电路的灵敏度。Ⅱ，窗口比较器电路窗口比较器电路图：由LM324中的两个运放组成1个窗口比较器，以12v为电源电压，通过调节电位器RV2、RV3来确定窗口比较器

7、的两个基准电压，使分别为2V、6V，调节好后使其稳定不再变化。放大器的输出电压与两个基准电压进行比较，若小于2v，则B运放输出为高电平，输出端接一个保护电阻经过D15v稳压管使输出电压稳定在5v；若在2v与6v之间，则运放B与C输出都为低电平，即电压为0；若大于6v，则运放C输出为高电平，输出端接一个保护电阻经过D15v稳压管使输出电压稳定在5v。注意事项：稳压管D1、D2的作用是稳定窗口比较器的输出电压，但前提是窗口比较器的输出电压必须大于稳压管D1、D2的稳压值。运放输出端所加保护电阻不应过大否则稳压管将起不到稳压作用。2

8、.3、温度报警电路根据任务与要求，要有两种不同的报警声音，因此我们设计两种报警电路，单频报警电路和双频报警电路。音频报警电路的制作可以用NE555和电阻、电容组成，我们选用555集成定时器来制作多谐振荡器从而做出音频电路。Ⅰ，低温报警电路此电路中4端口接窗口比较器的D1稳压输