《高低电平报警器》word版.doc

课程设计报告专用纸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： 高低电平报警器设计 系 （院）： 电子工程学院 学 期： 2008-2009-2 专业班级： 通信工程072班 姓 名： 傅伟伟 学 号： 030712205 评语：成绩：签名：日期：一、 课程设计目的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、 巩固加深对模拟电子技术基础知识的理解，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、仿真或调试、写报告等环节的训练，熟悉设计的过程、步骤。培养学生独立分析问题、解决问题的能力。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。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、 培养学生严肃、认真的科学态度和工作作风。二、课程设计内容 第1章 高低电平报警器设计方案论证1.1 高低电平报警器的应用意义在我们的日常生活中，经常会用到一些仪器设备只能在一定的输入电压范围内工作，超出此范围，电路工作就不正常。由于这个原因，就需要对输入电压进行监控。本课题从教学训练的角度出发，要求设计一个高低电平报警电路1.2 高低电平报警器设计的要求及技术指标1当输入电压或时电路报警。2VI为010V步进电源，步进1V，自制。3VCC=12V.4 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。5 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。6 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。7.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。1.3 设计方案论证 我所设计的高低电平报警器主要由直流电源，调压装置，A/D转换，多谐振荡器，数值比较器，寄存器，D/A转换，扬声器构成。它主要利用A/D转换通过数值比较器进行数值量的比较，来判断被测电压的范围然后在由D/A转换将数字量转换成模拟量来驱动扬声器来报警。1.4 总体设计方案框图及分析 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总体设计框图： 图11 总体设计框图第2章 高低电平报警器各单元电路设计2.1 0 - 10 V步进电源电路设计电源变压器、整流、滤波部分的设计参见实验十 整流与稳压。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，有关芯片介绍和电路设计原理可参见课题九 数显式稳压电源。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。参考电路如图所示。 图 21 步进电源电路图中用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+Vo2.2.2 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。当时，发光二极管闪烁，同时蜂鸣器发出嘟、嘟声，电路如图： 图22 报警电路图中ui为窗口比较器的输出，A1组成矩形波发生器，A2为单门限比较器。A2的同相输入端是一连续变化的以零电位为对称的三角波，其幅度为：周期为：窗口比较器的输出电压与三角波相比，当时，ui为高电平，注意设计应使uiu+ ，此时uo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，Uo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。2.3窗口比较器的设计电路如图（a）所示，传输特性如图（b）所示： 图23 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.三、 设计总结 通过两周的课设，使我利用很多所学知识，如电源变压器、整流、滤波部分的设计、窗口比较器、报警电路等。也深刻得体会了自己所学知识的肤浅，明白了自己还有很多要学的知识。两周的课设，也起到了对所学知识的综合提高的作用，让我对所学知识不仅仅是感性上的认识，对我今后的学习和工作起到启发作用。参考文献1 徐亲知，陈淑华.实用电路.第二版.哈尔滨：黑龙江人民出版社 2 米契尔卡特，罗德尼马多克.555定时器应用举例.余永定译.北京：西北工业大学出版社 3 张文中.数字电子技术基础.高等教育出版社元器件清单： 三端可调输出集成稳压器CW317、CW337各 1个A741芯片 5个 二极管IN4001 6个