电子技术综合课程设计.doc

电子技术综合课程 设 计 课 程： 电子技术综合课程设计 题 目： 温度报警器的设计与制作 所属院(系) 电气工程系 专业班级 电气094 姓 名 肖妤 学 号： 0917024094 指导老师 张 志 伟 完成地点 501电子实验室 2011年 07 月 1 日 目录课程设计任务书2前言3第一章、方案的论证与选择1.1 整体电路构思41.2 方案一41.3 方案二41.4 方案的选择：5第二章、单元电路设计2.1 电源电路的设计62.2 放大电路的设计82.3 比较器电路设计92.4报警电路的设计 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。102.5 整体电路图初稿11第三章、各个模块 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 12第四章、电路的装调和分析4.1 调装的方法和步骤134.2出现故障及处理13第五章、总结和体会14附 录附录A 总体电路图15附录B 元器件清单15附录C 芯片的管脚图16参考文献任务书温度报警器的设计与制作一、任务和要求：1、用压电陶瓷蜂鸣器作为电声元件；2、当温度在10至30范围内（允许误差1）时报警器不发声响，当温度超过这个范围时，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度的高低，即： （1）当温度高与30时，报警器发出两种频率交换的“嘀嘟”声响。 （2）当温度低于10时，报警器发出单频率声响。3、温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0设计并制作一个温度报警器，要求如下：为0mv，温度每上升1，递增2mv;4、设计并制作本电路所用直流电源。二、设计框图温度模拟信号直流电源放大比较电路音频报警器三、所需仪器设备1、模拟电子试验箱 一台2、数字万用表 一块3、双踪示波器 一台前 言电子综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术试验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合实际性课程。 它的开展是为了提高和增强我们学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这对于提高我们学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。通过两周的电子综合课程设计，经过了方案论证、电路仿真、元器件选择、电路调试与安装以及实验结果分析，我充分认识到电子技术综合课程设计是对我们所学的模拟电子技术基础和数字电子技术的综合应用。我们此次的设计任务是“温度报警电路的设计和制作”， 主要是针对我们学习模拟电子技术之后与数字电子技术基础综合起来，进行综合设计，培养我们独立分析、思考与解决实际问题的能力，以及如何将所学的课程运用于实践中，通过对实际课题的分析与研究，将自己所学到的理论知识付之实际，培养动手能力，养成科学的思维方式。通过这次课程设计，我们应该达到以下三点基本要求:一、能够在理论知识的基础进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，合理的进行选择和运用；二、能够独立的对课题进行分析，运用所学的理论知识，通过翻阅资料，设计出最优方案；三、学会电子电路的安装与调试技能培养我们分析与解决问题的能力。本次课程设计以四人为一个小组，团队协作，共用两周时间完成课程设计任务。第一周的前三天完成电路图的设计与仿真并让老师修改。经过严密计算和分析，选择元器件后进行电路的安装与调试，整个实验过程不像我们平时做实验那样马马虎虎。在整个课程设计过程中，务必做到一丝不苟，理论过程与实际操作相结合。在充分的时间中独立思考，从老师布置任务开始到给出实验电路基本轮廓并完成实验室的操作，再到完成实验报告，都亲手完成，无论在平时的独立思考中，还是与同学的交流中都能收获很多东西，真正做到了学以致用。在温度报警器电路的课程设计中，不仅得到了指导老师的关心和鼓励，而且得到了许多同学的无私帮助，在此表示由衷的感谢。第一章、方案的论证及选择11整体电路构思要实现任务书上的各个功能需对整个电路进行分模块设计。可将其分为四个模块：一、电源模块它对整个电路提供电源；二、放大模块它将滑动变阻器微小的电压变化放大到一定倍数以便将输出结果送到比较器端；三、比较模块它是将放大模块的输出电压与基准电压进行比较，以便将结果输送给报警模块；四、报警模块根据比较模块的比较结果进行单频或双频报警。构成框图：整体电路模块化分1.2方案一电 源电 路比 较电 路报 警电 路1.3方案二：由设计任务与要求，所设计的温度报警器应该可以对温度变化进行比较，当温度在1030范围内不报警，在此范围外报警。 有实验要求，温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0为0mv，温度每上升1递增2mv，在实验过程中，20mv60mv这个范围几乎无法用手去调节，因此直流信号源必须要经过一级放大电路才可以为下一级报警电路提供驱动，为了区分，直流信号源的不同，报警电路必须有两种报警电路，当低于20mv时发出单频的报警信号，当高于60mv时发出双频的报警信号。综上所述，总体电路应分为四大部分：电源电路，放大电路，比较电路和报警电路。电 源电 路放 大电 路比 较电 路报 警电 路 其中报警电路分为单频报警电路和双频报警电路。14方案的选择方案一：优点：电路图简单，理论上可以实现报警功能。缺点：比较电路需从直流电源直接取样，所取电压的范围大小不满足对温度变化所对应的电压变化范围。结论：不可行方案二：优点：通过放大电路的作用，能把对应的小电压放大到需要的电压范围，可行性强。缺点：相对于方案一电路较复杂结论：可行第二章、单元电路设计2.1 多输出电源电路（1） 电源系统设计直流稳压5V,12V,-12V电源的设计，输入220，。稳定直流电源设计的一般思路让输入电压交流电，HZ先通过电压变压器（降压到合适的数值，如16V），再通过整流网络（将正弦波电压转换为直流脉动电压），然后经过滤波网络（减小电压的脉动），最后经过稳压网络（是输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻的影响）。方案1.可以采用以桥式整理电路实现整流的目的，以大电容作为滤波电路，然后接负载。但是这样做有以下不足之处，如负载的影响很大，电压不可调以及没有保护电路等一下列问题。我们采用某些芯片，可以解决以上的问题。方案2.以全波整流电路作为整流网络，以极性电容作为滤波网络，采用固定式三端集成稳压电路7805和7905设计制作连续可调的双极型直流稳压电源。如下图所示，220V（幅值311V）50Hz市电经变压器220:25输出两组独立的25V交流，经桥堆整流、大电容滤波后分别经过集成稳压块LM7805C与LM7905C作用得到5V的直流输出。稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，如图1所示 图1 直流电源系统方框图（2） 电源单元设计1）电源变压器电源变压器：将电网提供的220V交流电压转换为各种电路设备所需的交流电压。通常根据变压器副边输出的功率P2来选变压器。由Vi=1.1-1.2V2可得到变压器副边的输出电压U2与稳压器输入电压Ui的关系为U2，在此范围内，U2越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大，一般取副边电压：U2 副边输出电流： I2Iomax 2）整流二极管 整流二极管VD2的反向击穿电压Urm应满足：UmU2 其额定工作电流应满足：IfIomax3） 滤波电容滤波电容C的容量可由下式计算：C= 其中，Ui稳压器输入端纹波电压的峰峰值 t电容C放电时间，t= =0.01s Ic电容C放电电流，可取Ic=Iomax 滤波电容的耐压值应大于U2。4)集成稳压器集成稳压器的输出电压Uo应与稳压电源要求的输出电压的大小及范围相通。稳压器的最大允许电流Icm，u12 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，即=0，=1，基本RS触发器被置0，晶