電子信息技術

第一章 設計任務

1.1 基本要求：

（1）可調溫度范圍在0-100度之間。

（2）當超過設定的溫度值后蜂鳴器會發出嘀嘀間斷聲。 （3）蜂鳴器的發聲頻率為1HZ。

(4)在保證性能的前提下，盡量減少功耗，降低成本。 1.2 設計任務及目標 （1）畫出原理圖。

（2）按照所畫的原理圖將實物焊接好，逐步調試直至完 全達到要求。 （3）完成實驗報告。

1.3 主要參考器件

LM324 繼電器

第二章 系統組成及工作原理

2.1 設計原理

溫度檢測報警系統的框圖為：

整個系統是由四步分組成，溫度的變化由溫度檢測電路呈遞給系統。若溫度超過預設值，溫度檢測電路將會把由溫度而引起的電壓改變反應給放大比較電路，該部分將微小電信號放大比較后啟動驅動電路，驅動電路的啟用將會使蜂鳴器控制部分工作，從而使蜂鳴器發聲。 2.2 設計方案

本次的課程設計是溫度檢測報警系統。該裝置可以放在需要及時返回空間溫度的場合。當空間溫度超過預設值時，蜂鳴器會發出間斷的響聲。

該課程設計的目的是溫度控制報警的設計與制作，其主要工作方式是由熱敏電阻及其周圍電路來感應四周的溫度變化從而做出相應的開關動作，從而控制蜂鳴器的響聲。

當外部溫度改變時會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傳遞給比較器，使比較器產生相應的動作，從而啟用驅動電路，使方波發生電路工作，蜂鳴器發出間斷的鳴叫聲。

2.3 單元模塊

2.3.1 溫度檢測

R3代表的就是箔電阻（箔電阻的阻值會隨溫度的升而變大，具體變化見附錄一），120歐是當溫度為50攝氏度時的電阻值，當溫度超過50度時箔電阻的電阻值就會大于120歐，由于R3,R4的阻值不同而產生壓差。 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，可以對信號進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，將信號放大后，將采集到的電信號經R9流向LM324AD正向輸入端與1.7V進行比較，若該信號比1.7大則輸出一個高電平，從而使驅動電路工作，反之，輸出低電平時，不能使驅動電路工作。

2.3.3 驅動電路

繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統和被控制系統。通常應用于自動控制電路中它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種自動開關。股災電路中起著自動調節，安全保護，轉換電路等作用。

本實驗設計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，觸點簧片等組成。只要在線圈上加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點的吸合。當線圈斷電以后，電磁的吸也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回到原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點吸合。這樣吸合，釋放，從而達到了在電路中的導通，切斷的目的。

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

2.3.4 報警電路

芯片反向輸入端接繼電器的常開開關，驅動電路工作時，開關會閉合，此時該方波發生器就會工作，輸出一個頻率為1HZ的方波，使蜂鳴器間斷性的發聲。

第三章 安裝于調試

3.1 電路的安裝

電路安裝要注意的幾個方面

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驗板的周邊以起到屏蔽作用。

３.最好分模塊安裝。此外，焊接時要注意不要虛焊，假焊，漏焊，更不能出現過焊，應為有些器件，不能耐高溫。

3.2 檢測放大比較電路調試

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，可以接著進行下一步了，否則，繼續調試，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，此時再用電表測量放大器兩輸入端的電壓值，若此時的電壓值與未接入上次測量值相同則進行下一步，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，看是否達到了預期要求，若是則繼續下一步，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出現

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，此時需要繼續檢查電路直至成功。

3.3 報警電路的調試

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

3.4 系統調試

將幾個模塊連接好，附上電源。看是否達到預定效果。若沒有，則用示波器逐個檢查信號，再檢查是否存在虛焊的問題。知道達到試驗效果。

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

第四章實驗小結

4.1實驗結論

從實驗中，懂得了一個在設計中很重要的思想-單元模塊化，根據所需功能逐個設計電路，然而每個電路之間的聯系又是一個重點。本實驗中，可分為四個模塊，溫度檢測、信號的放大與比較、驅動電路、報警電路，當然各個電路之間的聯系又是關鍵，為整個系統的工作架上橋梁。在本設計中原本需加上濾波電路，但是所用電源比較穩定，所以沒有加濾波電路。

4.2 實驗心得

從實驗中，我學會了團隊精神，并且學會了如何設計制作一個電路。我們從設計到制作都是靠團隊，找老師，查資料。雖然我身為班上重要組織人員，需要在老師和同學之間架上橋梁，幫同學統計元件和領元件，所以在焊接布局上都是隊友給力啊，在制作中，遇到過很多難題，也問過老師，學會了如何解決和調試

電路的錯誤。本次試驗雖然是我第一次做設計實驗，雖然不能說很出色，但也是一個起步，我們深刻的了解到只有學好理論知識，只有多實踐，才會出成果。在設計中有很多知識我們都忘了，這也讓我們重溫了模電知識，拾起遺忘在角落的知識。團隊知識與協作意識是本課設中重要的知識。 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

[1] 童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教 育出版社，2001.

[2] 彭介華.電子技術課程設計指導[M].北京：高等教育出 版社，1997.

[3]曾令榮，林茂，項雙兵，等.溫度監控報警系統設計[J]. 電子制作

[4] 孫梅生.電子技術基礎課程設計.北京：高等教育出版社，1998.