電子信息技術(shù)

第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)

1.1 基本要求：

（1）可調(diào)溫度范圍在0-100度之間。

（2）當(dāng)超過設(shè)定的溫度值后蜂鳴器會(huì)發(fā)出嘀嘀間斷聲。 （3）蜂鳴器的發(fā)聲頻率為1HZ。

(4)在保證性能的前提下，盡量減少功耗，降低成本。 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及目標(biāo) （1）畫出原理圖。

（2）按照所畫的原理圖將實(shí)物焊接好，逐步調(diào)試直至完 全達(dá)到要求。 （3）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.3 主要參考器件

LM324 繼電器

第二章 系統(tǒng)組成及工作原理

2.1 設(shè)計(jì)原理

溫度檢測報(bào)警系統(tǒng)的框圖為：

整個(gè)系統(tǒng)是由四步分組成，溫度的變化由溫度檢測電路呈遞給系統(tǒng)。若溫度超過預(yù)設(shè)值，溫度檢測電路將會(huì)把由溫度而引起的電壓改變反應(yīng)給放大比較電路，該部分將微小電信號(hào)放大比較后啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路的啟用將會(huì)使蜂鳴器控制部分工作，從而使蜂鳴器發(fā)聲。 2.2 設(shè)計(jì)方案

本次的課程設(shè)計(jì)是溫度檢測報(bào)警系統(tǒng)。該裝置可以放在需要及時(shí)返回空間溫度的場合。當(dāng)空間溫度超過預(yù)設(shè)值時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出間斷的響聲。

該課程設(shè)計(jì)的目的是溫度控制報(bào)警的設(shè)計(jì)與制作，其主要工作方式是由熱敏電阻及其周圍電路來感應(yīng)四周的溫度變化從而做出相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作，從而控制蜂鳴器的響聲。

當(dāng)外部溫度改變時(shí)會(huì)引起熱敏電阻阻值的改變而照成放大器兩輸入端電壓值改變，電壓的變化使放大電路正常工作，之后將放大后的電信號(hào)傳遞給比較器，使比較器產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，從而啟用驅(qū)動(dòng)電路，使方波發(fā)生電路工作，蜂鳴器發(fā)出間斷的鳴叫聲。

2.3 單元模塊

2.3.1 溫度檢測

R3代表的就是箔電阻（箔電阻的阻值會(huì)隨溫度的升而變大，具體變化見附錄一），120歐是當(dāng)溫度為50攝氏度時(shí)的電阻值，當(dāng)溫度超過50度時(shí)箔電阻的電阻值就會(huì)大于120歐，由于R3,R4的阻值不同而產(chǎn)生壓差。 2.3.2 放大比較

放大所用的芯片是LM324,它是四路輸入輸出芯片，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大與比較以及其他。

由于兩輸入端的壓差，放大器工作在放大區(qū)，將信號(hào)放大后，將采集到的電信號(hào)經(jīng)R9流向LM324AD正向輸入端與1.7V進(jìn)行比較，若該信號(hào)比1.7大則輸出一個(gè)高電平，從而使驅(qū)動(dòng)電路工作，反之，輸出低電平時(shí)，不能使驅(qū)動(dòng)電路工作。

2.3.3 驅(qū)動(dòng)電路

繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)。通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種自動(dòng)開關(guān)。股災(zāi)電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)，安全保護(hù)，轉(zhuǎn)換電路等作用。

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用的是電磁繼電器。電磁式繼電器一般是由鐵芯，線圈，銜鐵，觸點(diǎn)簧片等組成。只要在線圈上加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)的吸合。當(dāng)線圈斷電以后，電磁的吸也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回到原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)吸合。這樣吸合，釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通，切斷的目的。

該部分電路中，三極管的基極輸入高電平時(shí)，使繼電器工作，常開的開關(guān)閉合，從而使下一級(jí)電路工作。

2.3.4 報(bào)警電路

芯片反向輸入端接繼電器的常開開關(guān)，驅(qū)動(dòng)電路工作時(shí)，開關(guān)會(huì)閉合，此時(shí)該方波發(fā)生器就會(huì)工作，輸出一個(gè)頻率為1HZ的方波，使蜂鳴器間斷性的發(fā)聲。

第三章 安裝于調(diào)試

3.1 電路的安裝

電路安裝要注意的幾個(gè)方面

１.先裝矮后裝高，先裝小后裝大，先裝耐焊的等等。

２.布線盡量使電源線和地線靠近實(shí)驗(yàn)板的周邊以起到屏蔽作用。

３.最好分模塊安裝。此外，焊接時(shí)要注意不要虛焊，假焊，漏焊，更不能出現(xiàn)過焊，應(yīng)為有些器件，不能耐高溫。

3.2 檢測放大比較電路調(diào)試

3.2.1 檢測部分

先給溫度檢測部分上電并改變R3的阻值，用萬用表測 量R3,R4兩端電壓，若兩部分的電壓不同則證明該部分是好的，是可以正常工作的，可以接著進(jìn)行下一步了，否則，繼續(xù)調(diào)試，檢查是否有短路斷路的情況或者其他。

3.2.2 放大比較部分

將該部分與溫度檢測部分連接并供電。改變R3阻值，此時(shí)再用電表測量放大器兩輸入端的電壓值，若此時(shí)的電壓值與未接入上次測量值相同則進(jìn)行下一步，否則，檢查電路看是否是R6,R7出了問題。

用電表測量放大器輸出端的電壓，看是否達(dá)到了預(yù)期要求，若是則繼續(xù)下一步，否則看是否是放大器本身出了問題還是其他什么原因。

在箔電阻阻值改變的情況下檢測比較器輸出電壓是否會(huì)出現(xiàn)

高低電平的改變，如果是則說明以上電路都是好的，否則則是比較部分出了問題，此時(shí)需要繼續(xù)檢查電路直至成功。

3.3 報(bào)警電路的調(diào)試

先將芯片反向輸入端與相應(yīng)位置（即接繼電器常開端口的兩端）短接，單獨(dú)給此部分供電，若供電后蜂鳴器會(huì)發(fā)出間斷性的鳴叫，則是方波發(fā)生器正常工作了，即該部分無問題，反之，則需要繼續(xù)檢查電路了。

3.4 系統(tǒng)調(diào)試

將幾個(gè)模塊連接好，附上電源。看是否達(dá)到預(yù)定效果。若沒有，則用示波器逐個(gè)檢查信號(hào)，再檢查是否存在虛焊的問題。知道達(dá)到試驗(yàn)效果。

此外，還需要多次上電調(diào)試，觀察是否有其他狀況，是否有不穩(wěn)定的情況發(fā)生。在調(diào)試過程中尤其要注意電路中的虛焊，如果電路不穩(wěn)定，很有可能是虛焊引起的。

第四章實(shí)驗(yàn)小結(jié)

4.1實(shí)驗(yàn)結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)中，懂得了一個(gè)在設(shè)計(jì)中很重要的思想-單元模塊化，根據(jù)所需功能逐個(gè)設(shè)計(jì)電路，然而每個(gè)電路之間的聯(lián)系又是一個(gè)重點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)中，可分為四個(gè)模塊，溫度檢測、信號(hào)的放大與比較、驅(qū)動(dòng)電路、報(bào)警電路，當(dāng)然各個(gè)電路之間的聯(lián)系又是關(guān)鍵，為整個(gè)系統(tǒng)的工作架上橋梁。在本設(shè)計(jì)中原本需加上濾波電路，但是所用電源比較穩(wěn)定，所以沒有加濾波電路。

4.2 實(shí)驗(yàn)心得

從實(shí)驗(yàn)中，我學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)精神，并且學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)制作一個(gè)電路。我們從設(shè)計(jì)到制作都是靠團(tuán)隊(duì)，找老師，查資料。雖然我身為班上重要組織人員，需要在老師和同學(xué)之間架上橋梁，幫同學(xué)統(tǒng)計(jì)元件和領(lǐng)元件，所以在焊接布局上都是隊(duì)友給力啊，在制作中，遇到過很多難題，也問過老師，學(xué)會(huì)了如何解決和調(diào)試

電路的錯(cuò)誤。本次試驗(yàn)雖然是我第一次做設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，雖然不能說很出色，但也是一個(gè)起步，我們深刻的了解到只有學(xué)好理論知識(shí)，只有多實(shí)踐，才會(huì)出成果。在設(shè)計(jì)中有很多知識(shí)我們都忘了，這也讓我們重溫了模電知識(shí)，拾起遺忘在角落的知識(shí)。團(tuán)隊(duì)知識(shí)與協(xié)作意識(shí)是本課設(shè)中重要的知識(shí)。 附錄一

不同溫度下箔電阻的阻值

附錄二 元件清單

附錄三

整體仿真電路

參考文獻(xiàn)

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