火灾报警器电路课程设计

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2010级电子科学与技

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术学生模拟电子技术 ※

课程设计

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模拟电子技术课程设计报告书

课题名称 姓 名

火灾报警器电路课程设计

王小懿

学 号 101250102 院、系、部 专 业 指导教师

2011年 12月 28日

通信与电子工程学院 电子科学与技术 张老师

一、设计任务及要求 1、测试两路温度传感器（安装在室内同一处，一路安装在塑料壳内，另一路安装在金属板上）的温度电压信号，在正常情况下两路温度传感器所产生的电压相等，指示灯－发光二极管不亮，报警器－蜂鸣器不响。当有火情时，安装在金属板上的温度传感器会因金属板导热快而温度上升速度快，相比较而言，安装在塑料壳内的温度传感器的温度上升速度要较慢，从而令两者产生的温度电压信号产生压差。当此压差增大到一定数值时，经过由集成运放构成的差分放大电路的放大以及单限比较器的状态比较，最终驱动发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫报警。 2、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28 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2008年12月 日 三、成绩 验收盖章 2008年 12 月 日

火灾报警器电路设计

1 设计目的

设计并制作一个火灾报警器，预防火灾的发生。 2 设计思路

运用所学知识及查阅资料，设计一个声光报警器来预防火灾，将所学的知识如差分放大电路、集成运放等融入一体，实现自动报警。 3 设计过程 3.1方案论证

1）火灾报警器电路设计方案如图1所示。

图1 火灾报警器电路设计的方框图

方案的工作原理：

1、随温度的升高，热敏电阻的阻值逐渐减小，通过两热敏电阻阻值变化引起的压差控制第一级运放的输入输出。

2、电压差通过比例运放放大，并与第二级运放反向输入电压相比较，形成单限比较器。

3、通过第二级运放正向输入端电压的变化，使单限比较器输出不同的电平，来控制发光二极管和蜂鸣器的工作与否。从而就控制了报警电路的工作与否。 4、电路导通后，发光二极管发光，蜂鸣器报警。

3.2电路设计

火灾报警器电路如下图所示：

单元电路设计及主要元器件参数计算 一、 选择适当的热敏电阻

Ｒ＇＝２０Ω Ｒ＇＇＝３０Ω ＲＰ１＝ＲＰ２＝５１Ω

因此 ＵＩ１＝ＶＣＣ·Ｒ＇／（Ｒ＇＋ＲＰ１）＝１．６９Ｖ ＵＩ２＝ＶＣＣ·Ｒ＇＇／（Ｒ＇＇＋ＲＰ２）＝２．２２Ｖ

同时，Ｒ１＝１０Ｋ，Ｒ２＝２０Ｋ，从而，通过一级运放后的输出电压 Ｕ１＝Ｒ２·（ＵＩ１－ＵＩ２）／Ｒ１＝１．５Ｖ。

二、第二级运放有门限电压 Ｕ－＝１．５·Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）可以选Ｒ３＝３ＫΩ，Ｒ４＝２ＫΩ，从而Ｕ－＝０．６Ｖ。当Ｕ１＇＞Ｕ－时，ＵＯＨ＝ＵＺ。 三、稳压二极管选用±６Ｖ，因此ＵＯＨ＝ＵＺ＝６Ｖ，ＵＯＬ＝－６Ｖ。

四、发光二极管ＵＤ＝２．５Ｖ，ＩＤ≦２０ｍＡ。由ＩＤ＝（ＵＯＨ－ＵＤ）／Ｒ５，可以得出Ｒ５＝５１Ω。

五、三极管的基极电流ＩＢ＝（ＵＯＨ－ＵＢＥ）／Ｒ６，ＵＢＤ＝０．７Ｖ，ＩＢ约为几毫安，因此Ｒ６可以选３ＫΩ。

六、蜂鸣器电流即集电极电流ＩＣ＝βＩＢ

七、电源为直流电源，加在运放上的为１２Ｖ，还有三个为６Ｖ，一个为１．５Ｖ，具体位置参看电路图。 3.2仿真结果与分析

经过Multisim10.O进行仿真，发现了一些问题。一开始的时候将原件选错，导致仿真有很多错误。经过一一仔细检查，我还是将其改善了很多，虽然不是很好，但是也是我认真做了的。 4主要仪器与设备

万用表、电阻、电容、集成运放、发光二极管等。 5设计体会与建议 5.1设计体会

一个星期的课程设计，让我对电子科学的理论有了更深的了解。在这个过程中，我熟悉了常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，在不懂的时候学会了如何快速查找资料，查阅有关的电子器件图书。 在这次设计中，我也体会到了同学之间相互讨论的重要性。通过这次实习，我们自身的素质也有了很大的提高。更好的懂得了团结协作，懂得了集体力量大的真理，有时自己找不到的错误在大家的努力下解决了。还使我们对一些专业术语有了进一步的研究，提高了认知能力。体会到了乐趣。

在这里我要感谢王老师不辞辛苦的精心指导，感谢学校为我们提供了可供实习的实验室，感谢同学们对我们的帮助。 。

5.2对设计的建议

这次的设计，是我的第一次设计，从不懂到熟悉经历了很多过程，我希望以后能有老师给我们更多的指导，让我能快速找到自己的不足之处。 参考文献

[1]模拟电子技术基础简明教程（第三版） [2]简明火灾报警电路设计 [3]模拟电子技术及应用