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1、精选优质文档-倾情为你奉上南昌航空大学课 程 设 计课 程 低频与数字电路课程设计 题 目 温度检测报警系统设计 院 系 信息工程学院 专业班级 班 学生姓名 尧国振 学生学号 指导教师 张小林 2011年2月21日-3月3日课程 低频与数字电路课程设计 题目 温度检测报警系统设计 专业 通信工程 姓名尧国振 学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。基本要求：1.当温度在100范围内时，报警器不发声。2.当温度高于100时，报警器发出频率为1Hz的“滴、滴
2、”声响。4.可用515V直流稳压电源供电。5.敏感元件:正温度系数热敏电阻（箔热电阻）。 6.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。主要参考资料：1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社，1997.3 孙梅生.电子技术基础课程设计.北京：高等教育出版社，1998.完成期限 2011年3月3日 指导教师 张小林 专业负责人 2010年 7月 22日专心-专注-专业一、任务技术指标设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。
3、基本要求：1.当温度在100范围内（允许误差1）时，报警器不发声。2.当温度高于100时，报警器发出频率约为1HZ的“滴、滴”声响。4.可用515V直流稳压电源供电。5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。二、总体设计思想1.基本原理温度报警器由感知外部温度的桥式测温电路，差动放大电路，滞回比较器及报警器（这里用蜂鸣器报警）组成。温度报警器是通过对温度有一定的感应的电阻的阻值的变化，转变为相应的电压的变化，从而通过一系列的电路产生相应信号，输入555定时器产生高低电平，当温度高于100度时R4的电阻高于135欧姆而产生高电平使蜂鸣器报警，当温度低于100时产生为零的低电平，不输出信号，
4、蜂鸣器不报警。测温电路由电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻，它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生两个固定的温度，可以作为温度的上下限。然后，把它们的比较，也就是信号差作为结果信号输入差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，再把差动放大电路的输出作为滞回比较器的输入，这样做是为了稳定输出，把稳定的信号输入555定时器中，最后驱动蜂鸣器报警。这就是一个完整的温度报警电路。2. 系统框图3.报警器滞回比较差动放大测温电桥外界温度 三、具体设计1.测温电桥（图见附录、图一）如图测温电
5、桥由一个热敏电阻及若干个用于调节电桥平衡的电阻组成。其中R2是温度传感器，而R1,R2,R3,R4及R5组成测温电桥。其呈现出的阻值与温度成线性变化关系并且具有正温度系数，而温度系数又与流过它的工作电流有关。 测温电桥的输出电压为U=UB-UA。（需要注意的是R4为热敏电阻，仿真电路图上的R4为138欧姆，报警） 2.差动放大电路 （图见附录、图二）由集成运放及外围电路组成的差动放大电路，将测温电桥输出电压U 按比例放大。其输出电压在R6=R7时 有Uo1=( R9+RW10)* (UB-UA)/R6可见差动放大电路的输出电压Uo1仅取决与两个输出电压之差和外部电阻的比值。其中R9为用于调节增
6、益起放大作用的电位器。注意R8用于差动放大器的调零。3滞回比较器（图见附录、图三）差动放大器的输出电压Uo1输入及集成运放组成的滞回比较器。假设比较器输出高电平UoH,输出低电平UoL,参考电压Ur加在反向输入端。4.输出报警器（图见附录、图四）滞回比较器输出的电压作为输入的信号输入报警器，利用一般的报警器电路来作为报警器。调节报警电路的电阻，电容的不同决定频率的不同值使报警器发出不同的声音。报警器电路由1片555定时器组成。接成自激多谐振荡器的工作方式,同时根据公式f=1.44/(R1+2R2)*C,算出f=1Hz。值得注意的是：c3电容决定最终输出信号的频率，即，使报警器报警频率控制在1H
7、Z左右(每隔一秒报警)。而C1起充放电的作用。帮助555输出高电平和低电平，达到发出间隔的滴滴声的要求。四、结论经过将近两个星期的努力，我们这组四个人共同努力终于完成了温度报警器的设计。而这次课程设计，可以说是到大学以来最难的一次科技实践。不仅仅课题很难，需要自己根据要求设计电路，而且需要我们全部内容都自己完成，虽然有些我们解决不了的问题可以去请教老师，但是毕竟不像上课时候一直有老师在身旁那样有依靠，所以刚开始的时候心里一直没底，因此对这次课程设计了非常担心。但是经过本次实践我明白了一个道理，其实学校里的我们就像温室的花朵，根本经不起一点考验。在家里我们依靠老师，在学校我们对老师的依赖也太大了
8、，离开学校后我们可能不会适应，很难发挥出我们的水平，很难把我们所学的的知识用于实践，甚至最终导致一事无成。因此我觉得本次课程设计来得非常合理，非常的有意义，我们真的太需要这样的锻炼去提高自己的科技创新能力和动手能力了。这次课程设计，我们独立的完成了全部的包括电路设计在内的东西，完成了温度检测报警系统这样一个实习课题，虽然有时没有老师的指导，但是可以和组内的几个同学共同探讨和解决问题，加深了感情，加快了课程设计完成的进度，这是非常不错的。这次实习对我们几个来说可以说是一次考验也可以说是一次锻炼，考验的是我们对书本上知识的掌握程度，同时也考验我们独立发现问题、处理问题和解决问题的能力，锻炼了我们的
9、团队意识和协作能力。我们的课程设计虽然完成了，但是我们的专业实践和对科技创新与实践的理解才刚刚达到一个最初的阶段，这是一个好的开始，但是我们深刻的了解到只有学好理论知识，只有多实践，才会出成果，才会有创新。现在我们即将步入大三的学习生活，并且还有短短的两年时间，我们就将步入工作岗位，用我们的专业知识为社会创造财富。如果没有这样的实践活动，我想我们将很难和工作接轨，很难把知识运用到工作和实践当中。课程设计过程中，我发现我在学习过程中，对知识掌握得不是很牢固，甚至有很多知识点都忘记了，不过作设计的同时，让我重新回顾了这些知识同时也自学了一些有趣的新的东西。 本次课程设计对我们的专业学习受益匪浅，以后我会更加认真的完成学校的实习安排，同时自己多进行实践训练。参考资料1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介华.电子技术课程设计指导M.北京：高等教育出版社，1997.3曾令荣，林茂，项双兵，等.温度监控报警系统设计J.电子制作4 孙梅生.电子技术基础课程设计.北京：高等教育出版社，1998.附录1.原理图 图一 测温电路 图二 差动放大电路 图三 滞回比较器 图四 报警器电路2.仿真电路