烟雾报警器季凯唐牧原周子贺(1)

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1、电子课程设计报告——烟雾报警器成员：季凯09214035唐牧原09214044周子贺0921指导老师：佟毅一、设计目的1、了解传感器的基本知识，掌握传感器的使用方法。2、进一步加深对模拟电路基础理论和数字电路基础理论的理解。3、掌握放大器逻辑控制电路和振荡器的设计方法。二、题目要求1、基本部分：1）电源电压不限，可以使用交流或直流电源；2）有气体和烟雾时进行报警，无气体和烟雾后仍然维持报警，直至重新上电后才撤消报警；3）气体和烟雾报警以不同的声光加以区分；4）气体和烟雾报警分别设置断气、灭火驱动接口；5）显示报警时间

2、。2、发挥部分：1）可以通过无线方式向远端发送报警信息，无线传输所使用的信号调制、解调方式不限，可以使用成品模块；2）多个报警器报警时互相不影响，在接收端各自有独立的声光指示；3、设计任务：1）设计，安装、调试所设计的电路；2）画出完整电路图，详细说明电路原理，写出设计总结报告。无线发射模块电信号处理逻辑气体传感器三、设计框图报警声音显示保持电路无线接受模块报警时间显示原理描述：当检测到火灾烟雾或可燃气体，气体传感器将产生电信号。信号通过逻辑处理模块和无线发射模块发送至无线接受模块。信号经过处理和保持，开启报警声音和

3、报警时间模块，实现声光显示及计时功能，最终实现烟雾报警功能。四、单元电路设计方案1、信号的产生部分1）主要器件：QM-NG1气敏传感器，LM324，电阻及滑动变阻器。2）信号产生电路我们选用了目前国际上工艺最成熟，生产规模最大的QM-NG1型广谱型气体传感器。它采用SnO2材料作为敏感基体，对各种可燃性气体（如氢气、液化石油气、一氧化碳、烷烃类等气体）以及酒精、乙醚、汽油、烟雾等有毒气体具有较高的敏感性。QM-NG1的标准工作条件（摘自厂家官方网站）如下：加热电压（VH）5±0.2V（AC.DC）回路电压(VC)10

4、V(最大DC24V)负载电阻(RL)2K(可自定)清洁空气中电压(VO)≤1.5V灵敏度≥3响应时间(tres)≤10S恢复时间(trec)≤30S元件功耗≤0.7W使用寿命5年QM-NG1的使用方法如上图：2、5管脚对应加热电阻，在额定电压差下正常工作；取测试极接入信号产生电路，一端接电源正，另一端接负载电阻。当遇到可燃气体时，传感器反应为电阻由很大变为很少，从而产生负载端电位从低到高的变化。multisim仿真电路图如下：2、无线收发模块PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低

5、价位通用编解码电路，PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平)。另安装了F05P发射集成模块和J04V接收集成模块，两模块的调制方式为ASK，功率低，稳定性好，数据可由10～13脚任意一脚输入，1～8脚为地址编码。接收部分我们采用对应的PT2272、J04V，只要两端有同样的地址码，2272对应脚就会输出高电平。基本电路图如下：因为本次实验我们没有购置集成模块，采取了分别焊接的办法，其中四对输入输出只需要用到一对，即PT2262的10管脚输入，PT2272的10

6、管脚输出，11-13管脚接地，地址码选用A0-A8：00000000，全部接地。3、信号保持模块：1）主要器件：CD4013集成D触发器，单刀双掷开关。2）CD4013为集成D触发器，其芯片管脚图及功能表如下:由功能表可知，当R，S端为L，L，CP为上升沿时，次态与D相同。S为置1端，R为置0端，均为高电平有效。所以，当Q非端接D端时可以实现信号保持电路（直至下一个上升沿到来）。如下图：4、分频产生模块CD4060是稳定性较好的分频电路，可以实现2的14次幂分频，由于我们购买的时32KHZ的晶振，输出Q14为2HZ方

7、波，如下图：为获得1HZ的方波，可采用触发器或计数器等分频，使用74LS161分频，以Q14作为时钟信号，以Q1端输出1HZ方波，仿真图如下：5、计时显示模块1）主要器件：CD4060,74LS161,74LS00，74LS47，单刀双掷开关，七段共阳数码管。2）由于计时电路所需芯片较多，为节约成本，只设计了秒计时电路，即六-十进制计数器，常见计数器有74LS193、74LS161和74LS163，60进制有很多种实现方法，可以采用同步电路，由低片进位端控制高片的CTt或CTp；也可以采用异步电路，由低片输出控制高片

8、时钟，具体模数的大小则由反馈清零或反馈置位实现。无论使用何种芯片，其原理都是实现如下的状态表，并将其译码显示。N低位片状态00000100012001030011401005010160110701118100091001进位脉冲N高位片状态0000010001200103001140100501013）因为有数电实验的基础，故选用了74LS1