电压超限指示和报警电路

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1、广州大学电子电子电路课程设计报告学院：物理与电子工程学院指导老师：班级：姓名：学号：日期：2010/10/20电压超限指示和报警电路的设计实习流程：一、确定设计方案设计一个电压过限指示和报警电路。1.电压上限为UH=5.5V，下限为UL=4.5V，当4.5V＜uI＜5.5V时，为正常范围。否则uI＞5.5V或uI＜4.5V都为不正常，此时发出报警信号。2.电压uI在正常范围内。绿灯亮，不发出报警声响。3.电压uI低于下限时，黄灯亮，同时连续发出报警声响。4.电压uI高于上限时，红灯闪烁，同时发出断续的报警声响二、在

2、方案确定的基础上，根据所要实现的电路效果进行电路设计。根据题目要求，若需要鉴别一个电压是否属于正常或不正常范围，可以利用窗口比较器。窗口比较器的传输特性如图5-1所示。当UH＞uI＞UL时，输出为低电平，而当uI＞UH或uI＜UL时输出为高电平，利用这一特性，就可以鉴别电压是否处于正常范围。如果是其他物理量（如温度）也可以通过传感器将其转换为电压量来实现报警。图5-1窗口比较器的传输特性图5-2电压超限指示和报警电路框图声音报警可利用555定时器构成的多谐振荡器来实现，断续声音可以由一个频率较低的振荡器去控制一个频

3、率较高的振荡器来实现。图5-2为这种电路的框图。图5-3是一个电压超限指示和报警电路。电路简要说明1.窗口比较器在参考电路中窗口比较器由两个运算放大器、两个二极管和电阻组成，LM324内包含四个运算放大器，使用其中的两个运算放大器组成窗口比较器。（1）当UL＜uI＜UH时，处于正常状态，A、B两点均为低电平，二极管不导通，再经或非门输出，绿色指示灯亮。此时异或门输出端C点为低电平，此电压送到第一片555定时器的异步置零端（4脚），555振荡器停振，不发出报警信号。（2）当uI＞UH时，图中A点为高电平，B点为低电平

4、，所以或非门输出为低电平，绿灯灭。而异或门的输出端C点为高电平，故第一个振荡器产生频率较低的方波信号。此信号送至第二片555的（4脚），从而发出断续的报警声音信号。同时，C点信号与第一片555的输出信号相与，使得红灯闪烁，其闪烁频率同第一片555的振荡频率相同，达到了声、光同时报警的目的。（3）当uI＜UL时，A点为低电平，B点为高电平，黄灯亮。而异或门的输出C点为高电平，第一片555振荡器起振，其输出与B点信号相或，输出始终为高电平，使第二片振荡器发出连续的报警声响。2.555定时器构成的多谐振荡器的设计在参考电

5、路图中，当第一片555振荡器的4脚为高电平振荡器起振，其振荡频率为：若第一片振荡器的振荡频率f1=6Hz，取C1=10μf，R1=1KΩ，则由上式计算出R2≈11.4KΩ，取R2=10KΩ。第一片555的输出电压uo1加到第二片555的异步置零端（4脚），当该信号为低电平时，第二片555振荡器停振；而此信号为高电平时，第二片555振荡器起振，输出电压为uo2，产生断续报警信号，其波形如图5-4所示。图5-4断续声音报警波形图第二片555振荡器的C2´=0.2μf，R1′´=0.5KΩ，R2′=8KΩ，根据式，可计算

6、出其振荡频率f2为：三、电路的检验利用MULTISIM仿真软件，对所设计的软件进行仿真。仿真结果与所设想的结果一致说明电路设计正确，若所仿真的结果不符合电路的要求则说明电路设计有问题，要重新进行设计。四、完成真实电路画出PCB电路图，如下图所示刻制PCB板，焊接电路五、对电路进行调试实验结果:1.电压uI在正常范围内。绿灯亮，不发出报警声响。2.电压uI低于下限时，黄灯亮，同时连续发出报警声响。3.电压uI高于上限时，红灯闪烁，同时发出断续的报警声响实习感想:短暂的两周实习，使我们对电子信息这个专业的理解更上升了一

7、个台阶,我们自己查找资料,设计电路,把所学的知识运用到了实际.在找资料设计电路的过程中更一步加深了对专业知识的理解.与此同时两周的实习还培养和锻炼我们的实际动手能力，使我们的理论知识与实践充分地结合，同时我了很大的启迪，那就是思考着做事，耐心的做事，更重要的是，做事的心态，也可以得到磨练，可以改变很多不良的习惯.最重要的是,这个实习有效地锻炼了我们的创新能力,在竞争如此强烈的社会,创新无疑是最好的武器.实习这几天的确有点累，不过也正好让我们养成了一种良好的作息习惯，它让我们更充实，更丰富。但愿有更多的收获伴着我，走

8、向未知的将来！