火灾报警电路的设计(模电课程设计)

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1、 模拟模拟电子技术课程设计报告书电子技术课程设计报告书 2012011 1 年年 1212 月月 1616 日日 课题名称课题名称 火灾报警电路的设计火灾报警电路的设计 姓姓 名名 学学 号号 院院、系系、部部 通信与电子工程学院通信与电子工程学院 专专 业业 电子信息工程专业电子信息工程专业 指导教师指导教师 一、设计任务及要求：一、设计任务及要求： 设计任务：设计任务： 采用差分式放大电路，单门限电压比较器，LED 显示灯，蜂鸣器模块设计 了一种智能火灾报警器，可以实现声光报警、故障自诊断等功能。 要要 求：求： 1. 在正常情况下，声光报警电路部分不工作（即发光二极管不发光，蜂鸣器 不报

2、警） 。 2.当有火情时，声光报警电路部分工作,驱动发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫报 警。 3.采用 Multisim10.O 进行仿真，验证和完善设计方案。 指导教师签名： 2011 年 12 月 日 二、指导教师评语：二、指导教师评语： 指导教师签名： 2011 年 12 月 日 三、成绩三、成绩 验收盖章 2011 年 12 月 日 火灾报警电路火灾报警电路的设计 的设计 1 1 设计目的设计目的 （1）通过运用模拟电子技术的相关知识设计一个元件，来达到熟悉相关知 识件的目的。 （2）了解火灾报警器的组成及工作原理。 （3）熟悉火灾报警器的设计、制作，与操作。 （4）了解 protel200

3、4 或 Multisim 的使用方法以及实现仿真。 2 2 设计思路设计思路 设计一个火灾报警器电路: （1）火灾发生前后，通过改变电阻的组织来实现声光报警电路的发生，然 后，运用发光二极管，蜂鸣器等元件将报警结果表现出来。 （2）选择最具优势的各部分电路，如：直流稳压电路、惠更斯电桥、差分 式放大电路、单门限电压比较电路等电路的选择。 （3）将已经选择好的各部分电路组合使之构成完整的电路图。 3 3 设计过程设计过程 3.13.1 方案论证方案论证 该火灾报警器是有惠更斯电桥，差分放大电路，单门限电压比较器，声光报 警电路组成，其原理框图如图所示： 图 1 火灾报警器原理框图 它的工作原理：

4、通过第一部分惠更斯电桥电路的热敏电阻，采集温度变化信 号，使之转变为电信号。再到第二部分的差分式放大电路的比例运算放大器，由 电阻引入负反馈， 构成差分比例运算电路。 接着到第三部分单门限电压比较电路， 惠 更 斯 电桥 差分 放大 电路 信 号 源 单门限 电压 比较器 声光 报警 电路 如果输出的电压大于单限电压比较器的阈值电压，则就可以通过单限电压比较 器，然后作用在发光二极管 LED 灯和蜂鸣器上。但如果差分放大器输出的电压小 于阈值电压，则电流不会通过单限电压比较器，此时二极管工作在低电平状态， 就不会有任何警报。最后到第四部分声光报警电路，当输入电压达到发光二极管 LED 灯和三极

5、管正常工作电压时，二极管 LED 灯发光，蜂鸣器发声，实现报警， 否则，不能实现报警。 3.23.2 电路设计电路设计 （1）直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计如图 2 所示。 工作原理：由图 2 所示为火灾报警电路的第一部分直流稳压电源。它是 由电源变压器、 整流电路、 芯片三部分组成的。 电路中 XMM1 输出电压为 5V， XMM2 输出电压为 12V。 T1 TS_PQ4_12 D1 MDA980-2 1 2 4 3 C1 100 F V1 220 Vrms 50 Hz 0 C2 2.2mF U1 LM7805CT LINEVREG COMMON VOLTAGE U3 LM7812

6、CT LINEVREG COMMON VOLTAGE D2 1N4001GP D3 1N4001GP C3 2.2mF C4 100 F XMM1 XMM2 图 2 直流稳压电源 （2）惠更斯电桥电路设计 惠更斯电桥电路如图 3 所示。 工作原理：由图 3 所示为火灾报警电路的第二部分惠更斯电桥电路。R2 代表的是热敏电阻，采集温度变化信号，使之转变为电信号。 R1 1k R2 1k R3 1k R4 1k VDD 5V 图 3 惠更斯电桥 （3）差分放大电路设计 差分放大电路设计如图 4 所示。 工作原理：由图 4 所示为火灾报警电路的第三部分差分放大电路。U1 为比例运算放大器，由 R3引入负反馈，构成差分比例运算电路。VCC 和 VEE 为比 较电压值为12V。 R1 1k R2 1k R3 1k R4 1k U1 OPAMP_5T_VIRTUAL VCC 12V VEE -12V 图 4 差分放大