过压报警电路的设计Read.docx

1、过压报警电路的设计Read设 计 报 告学 院电子与信息学院课程名称电子电路课程设计设计题目欠过压报警电路的设计报告专 业班 级姓 名学 号指导教师时 间欠压报警电路的设计摘要：该设计主要采用芯片TL082，通过输入电压与取样工作电压进行比较，来驱动警示电路。当输入电压过低时时，报警电路发光报警，当输入电压不超过取样电压的上下限时，由555电路驱动芯片CD4017进行计数，使四个二极管顺序发光，表示电路正常工作。关键词：芯片TL082 芯片CD4017 过压报警1设计任务与要求1.1设计任务设计并制作一个欠压报警电路，当工作电压超过某一设定值时，电路发出声光警示信号。1.2设计要求：A、能自动

2、监测电压，并能准确工作。B、当工作电压超出设定的电压值时电路自动报警，红灯亮，当工作电压处于设定的电压值之间时能自动停止报警并亮指示灯。C、报警时声音要变化，红色指示灯闪烁。2总体方案选择与论证方案一:欠压继电器驱动报警。灭磁和过压保护装置发信号的继电器LJ存在灵敏度不够问题。过压波形需大于10以上，LJ才能动作，灵敏度不高，对换相尖峰过电压脉宽小于1的电压波不能发送信号。电路图如图1所示：图1方案二：采用芯片TL082，通过输入电压与取样工作电压进行比较，来驱动警示电路。当输入电压过低时时，报警电路发光报警，当输入电压不超过取样电压的上下限时，由555电路驱动芯片CD4017进行计数，使四个

3、二极管顺序发光，表示电路正常工作。该电路设计简单，易于实现，因此我们选择此方案。3单元电路的设计3.1电压比较电路的设计该电路采用芯片TL082作为窗口比较器，当Vin较低。由于R1和R2的分压，B点有一个电位值VB。此时VinVB，VC跃变为低电平。而VC的下降造成VB的下降，使VC的进一步保持在低电平。电路原理图2所示：图2电压传输特性曲线如图3所示：图33.2数显电路的设计在报警电路的设计中，我们有增加了一个功能，就是当电压处于正常工作的状态使，有指示灯能显示电路正常工作，于是我们设计了数显电路。该电路采用十进制计数分频器CD4017来实现其数显功能。CL7107计数器的最大计数值为19

4、99，当计数器满2000个数时计数器便产生进位信号而且计数器自动归零。这段时间是0t1(如图10所示)。若已知时钟脉冲的周期为TC，则0t1这段对Ui的积分时间为T1=2000Tc，0t1时间内，积分器的输入电压U0(t1)=2000Ui/RCT。t=t1时，计数器产生的进位信号触发控制逻辑门把S1从Ui打向-UREF，电容C开始反向充电，使U0逐渐升高，并不断向零伏接近，计数器仍持续计数。因比较器输出从t=0开始一直保持为高电平。当t=t2时，积分器输出电压U0升至0V，使比较器输出为低电平，控制门G关闭，时钟脉冲不能进入计数器，这样计数器在t1t2间隔内所计数值N(12)被保留一段时间，并

5、由二进制转换为十进制，由驱动器驱动LED显示为十进数。反向积分时间T2=t2-t1=N(12)Tc，UREF为恒定电压，在t1t2时间内，积分器电压的变化量U0(t1t2)为U0(t1t2)=(UREFRC)N(12)Tc，由上述已知t2时刻积分器的输出电压U0(t2)为零，又U0(t2)=U0(t1)+U0(t1t2)=(-UiRC)2000Tc+UREFRC)N(12)T2=0。整理得N(12)=(UiUREF)2000。N(12)是LED数码块上显示的读数。它与Ui成线性关系。如(UREF2000)=0.1mV，那么N(12)的值就是被测电压Ui的0.1mv的倍数。如(UREF2000)

6、=1mV，则N(12)为Ui的毫伏数，此时7107的量程为199mV。图4上的U0积分曲线是由两段斜率不同的直线组成的，因此又成为双斜率积分型AD转换器。图43.2电源电路设计该电路电源的设计是采用芯片7085加以辅助电路而成的。电路的设计简单而且输出的电压稳定且与5V的误差很小。电源电路的设计电路如图5所示：图54总体电路图的设计4.1总电路图的工作原理首先调节可变电阻W1和W2，使IC1+和IC2+输入分别对应VOH和VOL。当VOVOH时，IC1输出低电平，发光二极管LED2正向导通发光报警，同时使555时基电路输出低电平，对CD4017(上跳沿有效)的脚14而言输入是下降沿，故CD40

7、17不工作。IC2输出低电平，发光二极管LED1和蜂鸣器不工作。当VOVOL时，IC1输出高电平，发光二极管LED2截止，555时基电路输出高电平，而IC2输出高电平，发光二极管LED1和蜂鸣器工作，同时使CD4017的脚13端置1，计数器停止。当VOLVOVOH时，IC1输出高电平，IC2输出低电平，发光二极管LED1和蜂鸣器都不工作，同时555时基电路输出高电平，CD4017的端为低电平，CD4017计数，它控制的四个二极管顺次发光，表示正常工作。总电路图6所示：图65设计心得通过此次课程设计，我们学到了很多课本上学不到的东西。首先在硬件电路的设计上就取得很大的进步，之前一直以为按着网上下

8、载的电路图焊就能成功完成，其实并不然，网上很多电路图都需要修改后才能使用。像这次我们选择的电路，就是经过很多的修改才能使用，很多器件线路的连接都需要改动，这时就需要我们上网查相关芯片的功能和使用方法。在这次设计中，我们还学会了当一个电路焊接好后该如何去调试，如何根据电路应有的功能去测试该电路是否有实现应有的功能，该根据哪些参数去检测，检测步骤又是怎么样的。因此，通过此次课程设计，我们不但加强了自己的电路设计和焊接能力外，还学到了很多芯片的使用方法，真的是受益非浅。更重要的是通过此次课程设计，我们懂得了团结的力量，合作精神的重要性。在这很感谢指导老师一直对我们的指导和帮助，虽然这次课程设计总体上

9、来说不能说是成功完成,但相信通过这次课程设计，在以后的学习上我们会取得更大的进步。附件A元器件的编号列表序号符号与编号名称型号与规格数量1LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED6发光二极管62蜂鸣器13Ic2,IC3555振荡器NC555N24Q1,Q2三极管S901425C1,C3电容10326C2,C4电容10427Ic4十进制计数器-分频器HCF4017BE18Ic1窗口比较器TL082CN19W1,W2可调电阻502210D1稳压管IN1001111R1,R3电阻10K212R2,R6,R12电阻47K313R4,R5电阻2.2K214R7,R13电阻22K215R8,R9电阻220欧216R10,R11电阻330欧2参考文献 韩克 柳秀山 电子技能与EDA技术 暨南大学出版社 康万新 毕业设计指导及案例剖析 清华大学出版社 陆坤 奚大顺 电子设计技术 电子科技大学出版社