高低电平报警器的设计.doc

淮海工学院课程设计报告书 课程名称： 电子技术课程设计 题 目： 高低电平报警器的设计系 （院）： 学 期： 专业班级： 姓 名： 学 号： 评语：成绩：签名：日期：一绪论： 随着社会的发展，很多很多的家用电器进入我们的日常生活中，在日常生活中，经常会用到一些电器和仪器设备只能在一定的输入电压范围内工作，超出此范围，电路在工作中就不正常。由于这个原因，就需要对输入电压进行监控，所欲高低平报警器应运而生。二设计的目的和任务电子技术课程设计是一门十分重要的实践基础课，学生不仅需要有较高的理论素养，同时也要掌握基本的设计知识和技能，为今后各课程的学习打下坚实的基础。通过此设计使学生达到以下目的：1.巩固加深对电子技术基础知识的理解，培养学生独立分析问题、解决问题，提高综合运用所学知识的能力。2.通过查找资料、选方案、设计电路、安装调试、写报告等环节的训练，熟悉设计的过程、步骤。为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。3.了解电子线路设计的工程、工艺技术规范，学会书写设计说明书。 4.了解与掌握常用电子仪器的使用方法，及简单的制版、焊接、组装、调试工艺过程。5.培养学生严肃、认真的科学态度和工作作风。三设计要求1、画出总体设计框图，以说明各课题由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系。并以文字对设计框图原理作辅助说明。2、设计各个功能模块的电路图、并加上原理说明。3、调试、验证、完善各个功能模块的电路。4、设计整个电路的电路图，加上原理说明。调试、验证、完善整体电路。5、报告撰写要求（1）设计目的、要求。（2）设计指标。（3）总体框图设计: 画出设计的总体原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。（4）功能模块设计：画出各功能模块的电路图，加上原理说明；必要时对元器件的使用及其功能加以说明。（5）总电路图设计：画出总的电路原理图，要求布局合理。（6）元器件清单:要求列出所设计的电路中所用到的所有元器件的名称、型号、规格及数量。（7）总结： 包括：设计过程中遇到的问题及解决办法； 课程设计过程体会；对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。（8）参考文献： 如果是期刊文章，要列出作者（三个以上作者可只列前三名，其余用“等”代替）、文章名称、期刊名、期刊卷号/期号、页数。 如果是专著或教材，要列出作者（三个以上作者可只列前三名，其余用“等”代替）、书名、出版社名、出版日期。具体电路要求如下：该报警器由步进电源、比较器和报警电路3个部分组成，具体要求是： （1）当输入电压或时电路报警。 （2）VI为010V步进电源，步进1V，自制。 （3）VCC=12V.四设计原理1. 在进行设计之前，首先要对已有的方案进行方案的论证选择。由于时高低电平报警器，所以当电压的变化超出一定的范围时，报警器应该报警。首先，经过直流稳压电路将交流电变为直流电，将变换后的直流电压转变为单方向的脉动电压，即010伏的步进电压，作为要测试的电压范围。然后将脉动电压加到窗口比较器的输入端，与既定电压比较，结合二极管的单向导电性，产生高低点平，作为报警器的输入电平，通过门限比较器，使发光二极管闪烁，使蜂鸣器发出报警声音。根据技术要求，此报警器可由以下几部分组成，首先要产生输入电压VI：010V的步进电源；第二部分是比较器，将VI与报警门限电平相比较，由于该报警器要求有两个门限电平，即或电路报警，而电路不报警，所以这里选用窗口比较器；第三部分则为报警电路。 1） 电路总体框图如下： 2.010V步进电源的设计步进电源由直流电源和求和电路组成，而直流电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路4部分组成。 由于要求输出010V步进电源，在此选用三端可调输出集成稳压器CW317，CW317输出电压范围为1.2V37V，为了能满足技术要求输出010V，可再选用一片CW337（输出-1.2-37V），使之输出-1.2V，与CW317的+1.2V相加，从而使输出电压达到0V。步进电源的电路图主要由整流部分、滤波部分、稳压部分和同相加法器组成。参考电路图如下： 图2 010V步进电源图中用4个开关的不同组合方式来调节CW317的输出电压Vo1，由3.10可知 改变即可改变，根据上式，读者可以很容易的推导出四个开关不同的闭合方式下Vo1的值。CW337的输出Vo2始终为1.2V。A1组成同相加法器，将Vo1与Vo2相加，即Vo=Vo1+Vo2.3.窗口比较器的设计电路如图2（a）所示，传输特性如图（b）所示。 图3 窗口比较器根据技术要求，UL应为，UH应为取R1=R2=R3=15K可满足技术要求，工作过程如下：当VIUH时，D1导通，Vo为低电平当VIUL时，D2导通，Vo为低电平当ULVIUH时，D1、D2都不导通，Vo为高电平.4. 报警电路的设计报警电路的设计方法较多，本课题采用简单的发光二极管和蜂鸣器报警。时，发光二极管闪烁，同时蜂鸣器发出嘟、嘟声，具体电路图如下：图中ui为窗口比较器的输出，A1和A2组成矩形波发生器，A2为单门限比较器。接通电源后，输出电压偏于负饱和值(u0= (-Rf/R1)XVn= -16V)。uo通过R给电容C8充电，由于电容C上的电压Vc不能突变，只能由u0通过R按指数规律向C8充电来建立。VP增加，当加到反相端的电压VP略大于Vn，输出电压立即从负饱和值迅速反转到正饱和值（u0=16V）。u0又通过R对C8进行反方向充电，直到Vn略大于VP时，输出状态再反转回来，如此循环不已，则在A2的同相输入端形成一连续变化的以零电位为对称的三角波。其幅度为：=8V 周期为：=0.44ms.窗口比较器的输出电压与三角波相比，当时，ui为高电平，此时U0为低电平，发光二极管和蜂鸣器均不工作；当或时，ui为低电平，经过单门限比较器，U0为正负相间的矩形波，当正电平到来时，发光二极管发光，蜂鸣器发出嘟声，当负电平到来时，发光二极管熄灭，蜂鸣器停叫。这样，只要矩形波发生器频率适当，就可看到发光二极管连续闪烁，蜂鸣器发出嘟嘟声。五总原理图总电路图由步进电路，窗口比较器，报警器三部分组成。步进电路图未窗口比较器提供合适的电源，而窗口比较器又为报警的工作提供合适的电平，使其在所要求的范围内进行工作。 六元件清单（1）整流器 1个（2）三端可调输出集成稳压器CW317 ，1个 ； CW337,1个；（3）集成运算放大器 4个（4）发光二极管 1个 ；蜂鸣器1个（5）电容100 3个 ； 470 2 个； 0.1 2个； 0.01 1个（6）电阻 100K 7个； 20K 2个 ；15K 7个300K、80K、160 K、320K、640K、各1个七心得感想此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，出现差错的随机应变。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，对以前所学过的知识理解，这就导致了我无法顺利的连接电路，通过仔细研究课本上有关的内容，查资料，这次得不够深刻，掌握得不够牢固。比如在设计报警电路时，由于对在三角波与方波之间的转换的内容不是很清楚课程设计让我学到了很多，不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识，而且也培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到拓展。经过这次试验，我感到我的动手能力以及领悟能力提升了一个档次，在课程设计中遇到很多困难，在看书中我领会到我以前没看懂的部分，加强了我的思考能力以及灵活能力，平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动脑设计让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末考试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 通过两周的课设，使我利用很多索性也只是，如D/A转换，A/D转换多谐振荡器，寄存器和数字比较器等，也深刻的体会了所学只是的肤浅，明白了自己还有很多很多要学的只是。两周的课设，也起到了对所学只是的综合提高的作用，让我对所学的只是不仅仅是感性上的认识，对我今后的学习和工作起到了启发作用。 生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋 。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。八参考文献1.董尚斌