课程设计说明书课程设计名称： 电子课程设计 课程设计题目： 热释电传感器报警电路 学 院 名 称： 信息工程学院 专业： 班级： 学号： 姓名： 评分： 教师： 20 15 年 11 月 18 日 电子 课程设计任务书20 15 20 16 学年 第 一 学期第 1 周 4 周 题目Protel仿真、热释电传感器报警电路、新型数字温度计内容及要求 依据原理图用protel软件进行仿真，根据结果进行实际电路的焊接； 热释点传感器报警电路根据要求进行电路设计：当有人靠近时电路报警，报警电路晚上工作在白天不工作。 新型数字温度计把温度量转化为数字信号并通过数码管显示输出：测量范围0-50摄氏度，精度为0.1摄氏度。进度安排 前两周进行protel仿真制图；3-4周进行其他两个链路的设计与仿真，并在所设计的两个仿真电路中挑选一个进行实物焊接、调试、与电路优化。学生姓名： 指导时间 月 日 月 日指导地点： 楼 室任务下达 年 月 日任务完成2015年10月1日考核方式1.评阅 2.答辩 3.实际操作 4.其它指导教师 系（部）主任 摘要通过学习模拟电路和数字电路，我们在电路理解和设计方面都有了很大的提高。通过此次的课程设计，使我们对电路的设计方面的知识有了更加深刻的理解同时也提高了自己的电路设计能力。此次课程设计的主要内容是设计一个热释电传感器报警器，热释电传感器报警电路充分运用了所学的模拟电路的部分数字电路的相关知识，充分体现了对所学电路知识的掌握程度。本实验中由于缺少热释电传感器，于是用一个光敏电阻和一个热敏电阻代替该元器件。此设计电路通过光敏电阻和热敏电阻来调节LM7805芯片输入端电平的高低来控制其输出电平的高低，当其输出为低电平时触发由NE555芯片组成的单稳态电路一段时间内持续输出高电平，从而驱动LED变亮而达到报警的目的。本次课程设计不仅巩固了已学的相关电路知识并且也提高了自身的设计能力同时也增加了相关课程的趣味性。另一方面，在现实生活中，安全永远是一个不容忽视的问题。市场上安全防盗类产品种类繁多且安全类市场也有着很大的市场需求，此研究课题迎合了部分市场需求，其未来拥有很大发展的价值空间。目录摘要2前言4第一章 设计内容及要求-1第二章 系统的组成及其工作原理-22.1系统的组成22.2 工作原理-2第三章 电路的设计-33.1 元器件的选择及相关计算-33.11 光敏电阻-33.1.2 热敏电阻-4 3.1.3 CD4011与非门芯片-53.1.4 电路图示-7第四章 实验内容、结果调试与分析-84.1 焊接实验电路-84.2 系统的调试与分析-8第五章 实验结论-9附录-10参考文献-14前言现代生活发展迅猛，在生活变得富足的同时安全也是一个不容忽视的问题。为保护人们的人身和财产安全，预防是一个重要的手段。报警电路就是一个预防危险的重要方式。如今在市场上有着各种各样的安全报警产品，可见人们对安全的重视程度。本课设的主要课题之一就包括热释电传感器报警电路，此电路设计不仅是对已学知识掌握程度的检测，同时也是为了提高我们的动手能力，使我们对知识的掌握不仅停留在书本上。过去,欧美曾是热释电红外传感器的主要生产者和主要应用市场,近些年日本奋起直追,迎头赶上。现在,日本多家公司正努力研究和开发多种热释电红外传感器。例如,陶瓷公司、Hokuriku电气工业公司等。一些产品已占领国外市场1。红外传感器主要分两大类,一类是光电型,一类是热敏型2。前者利用光电效应工作,响应速度快,检测特性好。但需要冷却,使用不方便。而且器件的检测灵敏度与红外波长有关。而热释电器件属于后者,它工作在室温条件下,检测灵敏度很高,而且与辐射波长无关,可探测功率只受背景辐射的限制。而且热释电器件响应也很快,应用又方便。因此,热释电红外传感器是光电型传感器无法取代的。目前此类传感器已广泛应用于国际安全防御系统、自动控制、告警系统等中电子课程设计第一章 设计内容及要求基本要求：有人接近传感器时，热释电传感器报警电路发出报警，无人接近时则不报警。热释电传感器在白天不工作，在晚上自动工作。主要参考元件:NE555、光敏电阻、热敏电阻、CD4011第二章 系统的组成及其工作原理2.1系统的组成本电路主要由三部分组成，光敏电阻和热敏电阻相关电路组成组成探测部分；LM7805芯片及其相关电路通过与非门控制由NE555组成的单稳态电路的输出电平的高低，从而控制报警灯的亮灭。主要参考元件：NE555、CD4011、光敏电阻、热敏电阻NE555单稳态电路CD4011光敏、热敏元件其流程图如下所示：2.2工作原理在现实操作中我们采用了CD4011与非门，与非门的输入假定分别为A.B脚，A脚接入的是热敏电阻与其相对应串联的电阻间的电压（VCC-热敏电阻-A脚输出电压-分压电阻-接地），在正常温度即室温条件下（25C。），热敏电阻的阻值为16.7千欧左右，当温度升到足够高时，热敏电阻阻值可以降到几十欧甚至更小，通过热敏电阻阻值的改变，控制着A脚的输入电压。通过串联一个20千欧的电阻，当热敏电阻阻值变小时分压也变小，从电路图可知可以从中间输出一个高电平到A脚；光敏电阻原理也相同，只是串联的位置相反（VCC-分压电阻-B脚输出电压-光敏电阻-接地）。B脚输入的是光敏电阻两端的电压，白天光敏电子阻值小，输入电压小，但是到了晚上，光敏电阻阻值可以变到45-65千欧。通过串联一个2千欧的电阻，当光敏电阻感受不到光源时电阻变大，以实现此时输入电压达到高电平的要求。只有当温度上升（热敏电阻阻值减小）同时又是黑夜（光敏电阻阻值增大）的时候，与非门的两个输入端同时输入了高电平，也就只有这个时候，与非门才会输出一个低电平。最后通过限流电阻，点亮LED灯，达到报警效果。第三章 电路设计3.1元器件的选择及相关计算3.1.1光敏电阻图3.1 光敏电阻结构通常由光敏层、玻璃基片（或树枝防潮膜）和电极等组成的。特性光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。作用与应用广泛应用于各种自动控制电路（如自动照明灯控制电路、自动报警电路等）、家用电器（如电视机中的亮度自动调节,照相机的自动曝光控制等）及各种测量仪器中。光敏电阻主要参数有：1. 亮电阻(k）：指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。2. 暗电阻(M)：指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。3. 最高工作电压(V)：指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压4. 亮电流：指光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照射时所通过的电流。5. 暗电流(mA)：指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。6. 时间常数（s）：指光敏电阻器从光照跃变开始到稳定亮电流63时所需时间。在实践电路图中，光敏电阻电路输出的电压为：3.1.2热敏电阻图3.2 热敏电阻NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。是使用单一高纯度材料、具有接近理论密度结构的高性能陶瓷。因此，在实现小型化的同时，还具有电阻值、温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点，可进行高灵敏度、高精度的检测。NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小。NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的. 这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料.温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低. NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O1000000欧姆，温度系数-2%-6.5%。NTC热敏电阻器可NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面。 NTC热敏