温控报警器设计报告.doc

低频电子线路课程设计（10级本科） 题 目： 温控报警器 学 院： 物理与电子技术学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 10级4班 班级学号： 02号 姓 名： 指导教师： 完成日期：2012 年 6 月 29 日辽宁师范大学课程设计专用纸1.设计内容及要求：1.1电路原理图： 从众多命题中选择的是温控，设计了简单的温控报警器电路图，实现的功能是当温度升高时，扬声器会发出声音报警。 该电路中使用555定时器，其中4管脚是串联一个热敏电阻后再连接电源电压，根据555的功能可知，当热敏电阻受热温度变高时，其电阻减小，使4号管脚接的电压增大，达到高电压，此时若6号管脚大于2/3Ec,2号管脚大于1/3Ec电路就会导通，扬声器就会发出声音。 555的充电时间：T1=0.7*(R1+R2)*C=0.84s 放电时间：T2=0.7*R2*C=0.7s 振荡周期：T=T1+T2=1.54s 振荡频率：f=1/T=0.65s 占空比： D=T1/T=0.545 1.2PCB图2.元器件的识别：2.1判断电容的正负极 ：通常情况下长脚为正极，短脚为负极，但也有可能把长脚剪短了，所以需要先测一下，先假定某极为“+”极，万用表选用R*100或R*1K挡，然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，读出读数。然后将电容放电（两根引线碰一下），然后两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，阻值大的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。2.2 555集成块介绍：555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图2.2.1和图2.2.2所示。引脚功能：图2.2.1 555定时器内部结构图2.2.2 555定时器逻辑符号和引脚Vi1（TH）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。Vi2（）：低电平触发端，简称低触发端，标志为。VCO：控制电压端。VO：输出端。Dis：放电端。：复位端。555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络，产生VCC和VCC两个基准电压；两个电压比较器C1、C2；一个由与非门G1、G2组成的基本RS触发器（低电平触发）；放电三极管T和输出反相缓冲器G3。是复位端，低电平有效。复位后, 基本RS触发器的端为1（高电平），经反相缓冲器后，输出为0（低电平）。分析图8.1的电路：在555定时器的VCC端和地之间加上电压，并让VCO悬空，则比较器C1的同相输入端接参考电压VCC，比较器C2反相输入端接参考电压VCC ，为了学习方便，我们规定：当TH端的电压VCC时，写为VTH=1，当TH端的电压VCC时，写为VTR=1，当端的电压VCC时，写为VTR=0。 低触发：当输入电压Vi2VCC 且Vi1VCC 且Vi1VCC，则VTR=1，VTH=0，=1，基本RS触发 器保持，VO和T状态不变，这时称555定时器“保持”。表2.2.2 555定时器控制功能表输 入输 出THVODisVCCVCCVCCLHHHLH不变L导通截止不变导通 高触发：若Vi1VCC，则VTH=1，比较器C1输出为低电平，无论C2输出何种电平，基本RS触发器因=0，使1，经输出反相缓冲器后，VO0；T导通。这时称555定时器“高触发”。555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态的条件（即VTH、VTR的“0”、“1”）必须牢牢掌握。 VCO为控制电压端，在VCO端加入电压，可改变两比较器C1、C2的参考电压。正常工作时，要在VCO和地之间接001F（电容量标记为103）电容。放电管Tl的输出端Dis为集电极开路输出。555定时器的控制功能说明见表2.2.2。3.组装调试3.1使用的主要仪器、仪表：制板机、打孔机、示波器、稳压电源、万用表3.2调试电路的方法和技巧：调试方法通常采用先分调后联调（总调）。因为对于任何复杂电路，实际都是由一些基本单元电路组成，因此，调试时可以循着信号的流向，由前向后逐级调整各单元电路。其思想方法是由逐步到整体，即分步完成各单元电路调试的基础上，逐步扩大调试范围，最后完成整机调试。采用这种调试方法的最大优点是能及时准确地发现和解决问题，因而新设计的电路一般都采用该调试方法。按照上述调原则，具体调试步骤如下：（1）通电观察先将直流稳压电源调到要求值，然后再接入电路。此时观察电路有无异常现象，包括有无冒烟、是否有异常气味、手摸元器件是否发烫、以及电源有否被短路等。如果出现异常，应立即切断电源，并待排除故障后才能再次通电。经过通电观察，确认电路已能进行测量后，方可转入正常调试。对于电子电路，它的一个重要特点是交、直流并存，而且直流又是电路正常工作的基础。因此，无论是分调还是联调，都应遵循先调静态、后调动态的原则。（2）静态调试静态调试是指在没有外加信号的条件下所进行的直流测试和调整过程。通常为防止外界干扰信号窜入电路，输入端与地之间往往需要短接。测量静态工作点的基本工具是万用表，为测量方便，往往是用万用表直流电压档测量各晶体管c、b、e对地的电压，然后计算各管的集电极电流等静态参数。但测试时，必须时时考虑到万用表电压档内阻对被测电路的影响，如500型万用表直流档电压的内阻为20K/V，因此2.5V档的内阻为20K/V2.5V=50KV，50V档为1M。通过静态测试，可以及时发现己经损坏的元器件，判断电路工作状态，并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。（3）动态调试动态调试是在静态调试的基础上进行的。在电路的输入端接入幅度和频率合适的正弦信号电压，然后采用信号跟踪法，即用示波器和毫伏表沿着信号的传递方向，逐级检查各有关点的波形和信号电压的大小，从中发现问题，并予以调整。在动态测式中过程中，示波器的信号输入方法最好是置于“DC”挡，这样可通过直接耦合方式，同时观察被测信号的交、直流成分。电路在动态工作时，应注意到放大电路的前后级之间是互相影响的。前级放大器相当于后级放大器的信号源，而后级放大器则是前级放大器的负载，两级之间通过输出、输入电阻相互影响，互相牵制。另外，在动态调节试过程中，往往根据测试波形，可对电路工作点再作适当的调整，以便各级电路能更好地发挥其功能。在实验调试中，所有测试仪器的接地端应与实验电路的接地端连接一起，否则引入的干扰不仅会使实验电路的工作状态发生变化，而且将使用测量结果出现误差。3.3调试中出现的故障，原因及排除方法： 将滑动变阻器调为零，并通上电时扬声器未响，并且示波器没有信号。通过检查发现是电阻的一端没有焊实，导致电路断路。将电阻焊实后扬声器报警，故障排除。4.设计电路的特点和方案的优缺点，改进意见和展望： 在设计的电路中有热敏电阻，因为无法判断热敏电阻的大小，所以先用一个2K的滑动变阻器代替，通过调试两个滑动变阻器的大小使扬声器由鸣响到不响，并记录此时的滑动变阻器的值，根据这个值去找合适的热敏电阻，这是一个缺点。还有一个缺点就是 ，温度不容易改变，实验室中没有改变温度的装置，所以我选的热敏电阻的阻值接近所允许的最大阻值，这样，只要用手捂住热敏电阻就可以成功的看到现象。可以将热敏电阻换成温度感应器，这样感应温度会更灵敏。 使用元器件： 序号名称规格数量（个）1电阻20K12电阻100K13热敏电阻4.7K14滑动变阻器2K15电容0.01u26电容10u17扬声器18NE5551 5.参考文献：康华光主编，周寿彬，秦臻副编；电子技术科技基础数字部分，第五版，高等教育出版社出版2006康华光主编，陈大钦，张林副编；电子技术科技基础模拟部分，第五版，高等教育出版社出版2006辽宁师范大学物理系，电子与信息工程教研室；电子线路实验讲义，2009- 6 -6.收获： 通过这次实验我知道当面对一个命题时应该怎样思考，怎样去设计一个合理的电路图，并怎样根据电路图画出PCB图继而制作电路板的全过程。当我们遇到一个命题时首先要分析这个电路要实现什么功能，如何才能实现这个功能，需要什么元件或是集成块，电路可能由几块功能区共同组成，我们就先完成每个功能区的小部分电路，再将各个功能区组合到一起。简单的电路我们可以自己画PCB图，自己画的会比较简练，而难的电路我们就可以用程序自己生成PCB图。制作电路板时，要仔细，特别是在打孔时要看清尽量不要打歪，焊接要牢靠。最主要是调试，要按照特定的步骤一点一点的找出问题，解决问题。 经过这次的实验,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对课本理论的认识,另一方面也提高了实验操作能力。这次的实验跟我们以前做的实验不同，因为我觉得这次我是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实验最宝贵，最深刻的。就是实验的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。我们做实验绝对不能人云亦云，要有自己的看法，这样我们就要有充分的准备，若是做了也不知道是个什么实验，那么做了也是白做。实验总是与课本知识相关的，比如555的运用。在实验过程中，我们应该尽量减少操作的盲目性提高实验效率的保证，有的人一开始就赶着做，结果却越做越忙，主要就是这个原因。我也曾经犯过这样的错误。在做电桥实验时，开始没有认真吃透电路图，仪器面板的布置及各键的功能，瞎着接线，结果显示不到数据，等到显示到了又不正确，最后只好找同学帮忙。我们做实验不要一成不变和墨守成规，应该有改良创新