超温报警电路.docx
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超温报警电路
物理与电子信息学院
数字电路课程设计报告书
姓名：
赵娟
班级：
电子信息工程09级
学号：
090802069
时间：
2011年6月1日
论文题目
超温报警器
课程论文
要求
1.当超过设定温度时，电路发生报警声，并且红色发光二极管闪烁，低于设定温度后，报警解除，发光二极管灭
2.电路能记住报警次数，并以橙色发光二极管表示，即报警次数一次亮一个，报警两次亮两个，依此类推
设计过程
总电路图
1.设计要点
超温报警器电路如图1，该电路完成两个功能：
一是，当超过一定温度时，电路发生报警声，并且红色发光二极管闪烁，低于设定温度后，报警解除，发光二极管灭.二是，电路能记住报警次数，并以橙色发光二极管表示，即报警次数一次亮一个，报警两次亮两个，依此类推
当没有给热敏电阻加热时（即在常温状态下时），电路只会显示555电路3号端连接的绿色LED灯一闪一闪（即555电路脉冲的时间周期），其他的电路均不工作，即LM324没有放大功能，VT1,VT2两个二极管都处于截止状态，继电器K1的3号端与K1_1相连，LED_B不亮，蜂鸣器不响，同时，继电器K2的3号端与K2_1相连，所以K2_1为低电平，RS触发器1号端也为低电平，6号端输出端为低电平，两片74LS164都不工作。
当将发热的电烙铁靠近热敏电阻Rx时，几秒钟后热敏电阻感受到较高的温度，使得LM324的同乡输入端的电压V3大于反相输入端的电压V2，LM324工作，具有放大作用，LM324的一号端即输出端有高电平输出，VT1三极管的基极为高电平，VT1导通，继电器K1也导通，K1的3号端与K1_2连接，LED_B等亮，蜂鸣器就发出响声，VT2导通，K2有电流通过，3号端与K2_2相连，1号端为高电平，5号端为低电平，有RS触发器原理可知，3号端为低电平，6号端为高电平，74S164（八位移位寄存器）工作，第一个灯亮即Q0，以此类推。
当报警电路响完八次后，Q7为高电平即第八个LED等亮，八位移位寄存器正常工作，当再有脉冲触发的时候，第九个灯亮，又以此类推。
当按下开关键的时候，两片八位移位寄存器的输出端为低电平，LED灯熄灭。
设计过程
2、电路设计
2.1、LM424温度控制电路
图1.LM324温度控制电路原理图
表1LM423引脚图和管脚图
电路原理分析：
如图可知
V2=
V3=
令
=2K,
=1.3K,
=2.3K
热敏电阻的内部原理，即它会随着温度的升高，电阻的阻值增大。
而且要使LM324工作在放大状态，必须使同相输入端的电压大于反相输入端的电压，即V3>V2.所以我们取临界状态来取定
的阻值即有：
令V2=V3
=
带入数据有：
=>
=1.3K,我们取
=1K
即当热敏电阻为常温时V2=
K,V3=
K
V2>V3即LM324不工作，也就不会发出报警信息，后面的一系列变化也就不会产生，若我们把已经插了电的电烙铁靠近热敏电阻，随着时间的增加，热敏电阻的温度越高，根据热敏电阻的特性，我们知道，热敏电阻会对温度的变化很敏感，当温度升高时，它的阻值也会随之升高。
就会有V3端的电压随着热敏电阻阻值的增大而增大，当达到了一定的时候，就会出现V3端的电压大小大于V2端的电压，此时LM324就会有放大作用，后面电路随之而发生变化。
2.2、触发电路设计
如图2所示：
图2、RS触发器原理图
表2RS触发器的功能真值表
当LM324不工作时，RS触发器的1号端低电平，6号端则输出也为低电平，后面的电路也不工作，不会出现报警现象。
当LM324工作时：
1号端为高电平时，5号端为低电平，3号端也就为低电平，6号端就为高电平，导致后面的电路工作，引起报警。
2.3、报警电路设计
报警电路如图3所示
图3、报警电路图
表3NE555功能表
报警电路如图3所示。
由555定时器构成的报警电路。
555构成多谐振荡器，振荡周期T=
，其中令
=5K,
=10K的电位器，
=1K,
=100UF,由上式可得，可通过调节滑动变阻器
，使T=1S,即振荡电路的振荡周期为1S，此时算得
12K.而且LED_A总是以周期为1S的时间闪动。
当LM324在工作状态时即处于放大状态时，K1_3与K1_2相连，LED_B亮，蜂鸣器发出响声。
图5555电路结构图
2.4、显示电路设计
如下图所示：
可知该电路由两片74LS164所组成，设计该电路主要为了让我们知道超温控报警电路报警的次数，一个灯亮了说明报警了一次，此次共设计了十个灯，当报警了十次，即十个灯都亮了时，按下开关，即可复位，将其去不熄灭，然后重新计数。
一直循环下去。
2.5、总电路图
图8超温报警器电路总原理图
3、电路仿真
4、元器件清单
名称
个数
LM324
1
74HC00
2
74LS164
2
NE555
1
电容103
1
电容10U
3
电容100U
1
电容470U
1
电阻1K
2
电阻2K
3
电阻5K
1
电阻10K
3
电阻330
14
1K热敏电阻
1
蜂鸣器
1
拨码开关
1
按键开关
1
三极管
2
继电器
2
黄色发光二极管
10
红色发光二极管
1
绿色发光二极管
1
5、实验步骤和结果
4.1实验步骤
（1）读懂题目要求，根据要求设计出实验原理图；
（2）根据有关课本知识和实验原理设计有关参数；
（3）根据原理图焊接电路板；
（4）将个功能电路组合起来；
（5）调试和测试电路是否满足了实验要求。
4.2实验结果
本实验只能通过硬件来观察实验结果，因为该实验主要是要用电烙铁加热靠近热敏电阻使其温度升高达到报警的效果，而通过软件无法实现这样的操作。
6、设计收获和体会
通过本次实验，让我更加了解了设计电路的程序，也让我了解了关于超温报警器的基本原理与设计理念，要设计一个电路本来要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。
但是由于特殊的一些原因，这里就没有做软件仿真。
在整个课程设计的过程当中出现一些问题。
比如说设计原理图时，我们必须懂得超温控报警器的工作原理。
电路的设计过程及参数确定不大懂得如何把握才能使实验更加的精确。
还有就是在作品调试时，因为我所设计得电路相对于一些复杂的电路来说，应该算是比较简单的，所以应该比较容易把结果调试出来，可是在调试时总是出现错误，我总是查找原因，检查电路，都没有发现错误，于是与我的组员们一起讨论，还是没有检查出错误。
那时心里有点慌了，但我却没有放弃，心想一定要弄出来，大不了再焊一次电路，最后我烦躁的心情平复了下来。
我就重新检查每一个焊点，，真是皇天不负有心人，我发现有一处极为隐蔽的虚焊点，最好再进行一次调试，结果成功了。
结果出来后我真的非常的开心和有一种不可用语言描述的成就感。
这次的课程设计让我学到了很多东西。
让我知道：
做实验时，要有耐心，遇到问题时要有平常心和越挫越勇的决心。
而且，这次的实验强烈的激起了我对我们所学专业的兴趣，我想这次的课程设计对我以后的专业课程的学习将有很大的帮助。
通过本次实验，也让我更加认识到自己的不足，我的理论基础不够扎实，认识到实践要用理论作指导。
只有在扎实的理论分析下，再加上一定的实践，才能获得较理想的结果。
同时，能得到这次课程设计的完成，也一定要感谢老师的指导和帮助！
参考文献
[1]谢自美.电子线路设计·实验·测试[M].武汉：
华中科技大学出版社，2006:
76-77.
[2]王港元.电子电工实践指导.江西：
江西科学技术出版社，2009:
345-348
[3]王港元.电子电工实践指导.江西：
江西科学技术出版社，2009:
188-190
[4]王港元.电子电工实践指导.江西：
江西科学技术出版社，2009:
212-213
[5]阎石.数字电子技术基础.北京：
高等教育出版社，2004：
489-490
[6]孙余凯、吴鸣山、项绮明等.数字电路基础与技能实训教程.北京.电子工业出版社，2006：
161-166
赣南师范学院2009--2010学年第二学期数字电路课程设计
行政班级电子信息工程09级学号090802069姓名赵娟
课程设计题目：
超温报警器
设计要求：
1.当超过设定温度时，电路发生报警声，并且红色发光二极管闪烁，低于设定温度后，报警解除，发光二极管灭
2.电路能记住报警次数，并以橙色发光二极管表示，即报警次数一次亮一个，报警两次亮两个，依此类推
教师评语：
教师签字：
年月日
选课班级电子信息工程09级任课教师杨汉祥成绩______
设计过程
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