课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计 课程设计题目：温度检测报警系统设计 / 摘要温度检测报警器是专门用来检测电器是否正常使用的一类系统，日常生活中各电器由于使用方法不对，经常会出现烧坏电器，更严重的是可能会造成严重的生命安全问题当温度超过设定安全温度时系统会发出蜂鸣声来报警，当处于正常工作状态时则无报警信号产生。 设计温度检测报警系统，通过PT100随温度不同而表现不同的阻值设定不同的报警温度，进而设定不同的报警温度。当温度超过设定值时，由蜂鸣器通过有频率的鸣叫进行报警。对于电源部分首先通过变压器对220V交流电压进行降压，其次通过桥式整流电路将交流转化为直流，再次运用电容滤波电路输出比较稳定的直流电压。对于其它模块首先通过PT100对温度采集和放大，再进行信号的过滤，而后通过比较器设置相应阈值，当高于设定值时输出高电平，此时方波发生器不驱动，当低于设定值时输出低电平，方波发生器驱动，进而驱动蜂鸣器报警。 温度检测报警系统可以随时提醒人们用电器是否工作在正常温度围，对整个系统和用电器都能起到保护作用。本次系统的设计可以检测到输入信号是否工作在正常的温度围，当温度超过设定温度时会产生报警信号，反之则不报警。本次设计精密温度检测系统，报警可调等特点。关键字：温度检测 报警 蜂鸣器 滤波 方波发生器目录第一章 绪论.1第二章整体设计容与要求.22.1 设计容.22.2 设计要求.22.3 实验设计目的.2 2.4总体方案设计.2第三章 电源模块电路设计与调试.43.1 本单元电路的要求与实现的功能.4 3.2 电路结构与参数设计.4 3.3电路的仿真分析.5 3.4 该模块的调试结果.6 3.5 调试中的问题.6第四章 系统电路设计74.1 电压源74.2 温度采样与放大74.3滤波84.4方波84.5报警控制8第五章 系统调试.10 5.1 电路的安装.105.2 调试.10第六章 总结与展望.13参考文献14附录一电路原理图15附录二 元件清单16附录三 设计实物图.第一章 绪论随着时间的推移，各家生活水平普遍提升，家家户户慢慢走向了电器化的生活。像我们平常使用的电吹风，电热水壶 ，电热毯，空调等家用电器，而对于这些电器都普遍面临一个安全隐患，如果能对这些电器实现报警检测则对于现在都追求以人身安全为重要问题的人来说则会十分受欢迎，相信大家都会很乐意多花一点钱来买个安心。而要解决这个问题则成为了当前商人和消费者所关心的事情。目前，这一技术在国外已经得到很好的发展和提高，普遍使用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用围非常之广泛。日常生活中，各大电器都需要使用到这个模块来保证电器使用是否正常。人们不断提高对用电器的安全使用与对用电器的与时保护。由我们这种最基本模拟电子技术来设计和控制的发展到用数字电路来实现与控制，最后通过单片机的编程来实现自动控制。这对于我们电子技术来说是一个飞跃式的发展。而且这一技术在国外也越来越受到大众的关注，人们开始大量使用这种报警电路来判断这个电器是否处于一个安全工作的温度状态。由于我们现在学习的知识有限，还不能达到很高层次的做好这个课题，我们仅仅只用了我们所能运用的模拟电子技术来实现这一阁功能，虽然说还是比较低级的，但这对我们来说还是蛮成功的，我们今后一定会用更好的技术来实现这一功能。第二章 设计要求2.1设计容设计一个温度检测报警系统2.2设计要求 检测温度围为0100 ，采用箔电阻、精密电阻与电位器组成测量电桥作为温度传感器； 可设定报警温度上限值0100 ，我们选的是超过60摄氏度的时候报警；当检测温度超过设定上限值时，发出蜂鸣器报警声，要求报警声喃喃间断发声，频率约1Hz；2.3实验设计目的1.通过该实验提高自身的实验素养，实验操作、设计、分析能力，学会将理论运用到实践当中，学会实验调试过程的分析和处理。2.设计并完成一个可以达到相应设计要求的温度检测报警系统。3.学会电压源制作。4.学会滤波，报警电路设计。5.掌握KIA324、lm324、lm78、lm79系列等芯片的使用方法。6.掌握通过一个放大器设计方波发生电路。7.掌握反馈放大电路的计算与实际运用。8.掌握比较器电路运用与设计。9.学会动手焊接一个美观、各项功能达到要求的电路。2.4总体方案设计根据设计要求可以将该温度检测系统分为4个模块，分别为温度检测与放大，滤波，方波发生与报警电路。由于电源部分是单独存在的，故系统除电源外整体设计框架如图2.1。报警电路滤波温度检测放大方波发生电路图2.1 设计框架 第三章 电源模块电路设计原理3.1电源模块电路的要求与实现的功能设计一个电源电路，通过变压器、整流电路、滤波电路、lm7812、lm7912、lm7805等稳压芯片控制输出电压稳定在+12V、12V、+5V，实现电压值的稳定输出。为后续电路提供稳定的电压。3.2 电路结构与参数设计1如图3.2电源电路设计，首先由一个变压器连接220V交流电压进行变压，而后接一个整流管，再通过大小电容C1、C3进行滤波，而后接不同规格的稳压芯片保证电压的稳定输出。图3.1 电源部分设计理念图3.2 电源部分电路图设计2 工作原理 如图3.1所示，首先通过一个变压器对220v交流电压就行变压得到U2，再通过一个整流二极管对该电压进行全波整流得到U3电压，而后通过电容的滤波作用对电路进行滤波得到相对单一的信号，再分别使用不同型号的稳压芯片实现不同的输出电压。3.参数设计依据 变压器：此器件对220V交流电压进行10:1变压。IN4007：此器件的作用是对变压后的电压进行全波整流，选择该型号是由于其耐压值为1000V，可以保护电路。2200UF电容：该电容作用是起滤波作用，由于2200uf电容滤波作用更好，故选择2200uf电容，而不是1000uf的电容。0.33uf电容：作用是改善负载的瞬态响应。发光二极管:起指示作用，发光二极管亮则表明电源模块有电压输出，进而保护电路对于稳压芯片的选择可参考如下资料：78和79系列集成稳压芯片资料（输出为固定电压值）LM7805 LM7812 LM7912图3.3 三种稳压芯片的管脚图LM7805、LM7812、LM7912如图3.3所示分别为三种稳压芯片LM7805、LM7812和LM7912的管脚图。将稳压芯片正面对着自己，管脚在下，圆孔端在上，左中右分别是123脚。LM7805输入端接6VDC，输出的是5VDC；LM7812输入端接12-14VDC，输出的是12VDC；LM7912输入端接12-14VDC，输出的是-12VDC。3.3电路的仿真分析电源部分仿真图如下图3.4图3.4 电源模块仿真图3.4 该模块的调试结果1调试结果：通过仿真软件对该模块进行仿真分析，通过仿真软件调试得到稳定的5v电压，而对于要求输出稳定的正负12V电压则得到了+12.16v和11.96V电压。2分析： 由于对于正负12V的电压得到的不是精确的值，由于各器件的本身误差，而对于后续电路要求，该结果并不影响系统正常使用。3.5 调试中的问题与解决方法问题：电路在单个模块调试时电源获得是比较稳定的5v电压与正负12v电压，而在进行整体模块调试时经过比较器时得到的不是稳定的正负12v电压。解决方法： 经过指导老师的指点将滤波电路中的1000uf电容改为2200uf的电容，原因是2200uf电容滤波作用更好，而此时得到的是稳定的电压。第四章电路组成与其工作原理4.1电压源根据系统设计要求需要+5v，正负12v电压，所以选择了lm7812,lm7912,lm7805等稳