火灾报警电路概要

1、火灾报警电路课程设计报告课程名称 题 目：火灾报警电路 院 （系）： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 二010 年 7 月 15 日目 录一 、 火灾报警电路系统概述 2二、 火灾报警电路电路设计与分析 3三、 Mulitism软件仿真实现火灾报警电路 7四、 结束语 8一、引言生活中难免遇到火灾的发生，为了在火灾来临之前防患于未然，因此一个火灾报警器是十分必要的，因而我们模拟设计了火灾报警电路。它包括了温度传感器、放大器、电阻、模拟电路实验箱、发光二极管、蜂鸣器等等。其中温度传感器是一个热敏电阻，它通过感知温度的变化来改变电路中电流的大小，并影响电路中二极管和蜂鸣器中所通过的电流

2、，使其产生变化。而后通过multisim软件仿真的实现来使二极管发光以及使蜂鸣器报警，从而来实现预防火灾及减小火灾危害的作用。 我们通过在图书馆查阅了电路原理与电路板设计教程基础电工-控制应用电路等资料，并详细翻阅了其中的与火灾报警电路有关的知识，以及上网搜索相关信息、文献，了解了温度传感器以及火灾报警电路的的工作原理，为了方便模拟实验，我们选取了直接将两个电压值接入电路中两个输入端的方法，从而形成形成电压差来模仿温度传感器对输入电压的影响，这样就可使电路达到预期工作状态，从而达到我们所期望的结果。第一章 火灾报警电路设计与分析 此火灾报警电路的框图如下 温度控制电路 加减运算比例 实现差分放

3、大 声光报警电路 单限电压比较器1.电路总体说明 1.1温度控制电路有热敏电阻的水温度的的变化电阻减小而控制必列运算电路的输入电压。 1.2 比例运算实现电压差。并用输出控制单限比较器。1.3 不同的电压使单限比较器输出不同的电平。使二极管和晶体管导通，控制报警电路。1.4 导通后二极管亮，蜂鸣器发声报警。1.5总体结构图 此火灾报警电路中使用了热敏电阻元件以及比例运算电路以及声光报警电路。 火灾报警电路原理 其中温度传感器（热敏电阻）随温度的变化阻值变小，因此分压减小。有如图1有公式：= （1）=。 （2）热敏电阻R和R变化时和变化。R接受高温，R在室温下时。由于R的减小，使减小。与同向端形

4、成压差。双端输入的比列运算电路，如图（3）。当R1/R2/Rf =R3/R4/R5时=(+ ) ( 3) 图（3）双端输入的比列运算电路 图（4） 差分比例运算电路 若电路中有两个输入且参数对称如图（4）可以实现对差模信号的放大,电路图（1）中一级A1运放。则输出结果为=(-) (4）即为本题中一级运放A1的输出结果。当热敏电阻R发生改变时，减小，因此增大。1.3单限比较器， UO1UO2 图（5） A2组成的电压比较器的电压传输性当U, =U 输出高电平，使发光二极管和晶体管导通。当U, =U 输出低电平，使发光二极管和晶体管截止。1.4报警电路R5和R6所在的图1中后面的部分发光二极管的电

5、流为：= （5）晶体管的基极电流为：= （6）集电极电流即蜂鸣器的电流为： （7）1.5总结当没有火灾时，(-),数值很小， ，(-)，增大到一定值，U, =U，使发光二极管和晶体管均导通，发出报警。2设计所用器材 模拟电路实验箱 1台数字万用表 1个热敏电阻 2个发光二极管 1个蜂鸣器 1 个电阻(实验箱上不可调) 1个放大器 2个三极管 1个3电路组成部分其中根据信号的的流通所示的电路可分为四部分。运放A1引入了负反馈，故构成了运算电路。运放A2没有引入反馈，工作在开环状态，故组成电压比较器。后面分立元件电路是声光报警电路。如图（6） 图（6）（仿真未实现时） 4设计步骤及方法 1画出原理

6、图，如电路图1。2根据设计原理，来计算。 选择合适得电压VCC=12V，因此得到所需电压差：=12V （8）=8V （9） .通过加减运算电路估算一级运放的输出，这里选择R1=R2=10K和R3=R4=20K。则： =(-)=8V。 选择和估算出二级运放的参数。 二级运放有阀值电压U= （10） 如果要报警必须输出高电平。则只要UO1U, UO2 =UOH可以使UO1=VCC2=5V,只需要系数1即可。因此可选择 R5=3K,R6=2K。 U=2V 3选择和估算出声光报警电路参数。 由于发光二极管的电流为：=，且R7选用273电阻。 晶体管的基极电流为：=,=0.7V，约为几毫安，因R8=3K

7、即可。在此过程中必要的检验和调试是必不可少的。第二章 Mulitism软件仿真 1.关于Mulitism软件的简介EWB是基于PC平台的电子设计软件，它提供了一个功能全面的SPICEA/D系统，支持模拟和数字混合电路的分析和设计，创造了集成的一体化设计环境，把电路原理图的输入、仿真和分析紧密的结合起来。系统将SPICE仿真器完全集成在原理图输入和测试仪仪器等工具之中。与其它Windows环境下的系统软相类似，它具有图形化界面，提供按钮式的工具栏，各个菜单中各个选项的物理意义一目了然。在输入原理图时，自动地将其编辑成网络表送到仿真器，加快建立和管理的时间；而在仿真过程中，若改变设计，则立刻获得改

8、变化所带来的影响，实现了交互式的设计和仿真。MulitismV7是EWB的新产品，具有更为庞大的元器件模型参数库和更为齐全的仪器仪表库；除了具有SPICEA/D全部分析功能外，还包含万用表、信号发生器、示波器、频谱分析仪、网络分析仪、失真分析仪、频率计、逻辑分析仪、逻辑转换仪、波特图仪、瓦特图表等18种虚拟仪器仪表，可模拟试验室内的操作进行各种实验。因而，学习Mulitism，除了可以提高仿真能力、综合能力和设计能力外，还可进一步提高实践能力。2电路图仿真的实现首先应该利用Multisim连接好电路图，火灾报警电路的所需要的元器件有电阻、导线、放大器和三极管、发光二极管、蜂鸣器等。 图（7）我

9、们需要学会从元件库里调用这些元件。点击菜单栏下的“放置”选项，选择导线，就可以在页面上放置一段导线，还可以放置节点等一系列电路要素，接下来就是元器件的选择和使用了。点击放置，选择components元件库，里面包含了本次课程设计所需要的所有元器件，在主数据库里找到我们本次课设所需要的元器件，然后用导线将它们按照电路图都连接起来，就构成了一个初步的差分放大电路。然后再按要求加入所需电压，形成电压差。打开仿真开关，此时就会发现二极管发光，同时蜂鸣器报警。 图（8）即为仿真结果。 第三章 总结 此次火灾报警电路课程设计让我解和认识得到了多方面的锻炼。一方面我对模拟电子技术专业知识有了进一步的掌握并熟

10、悉了更多电子仪器的使用方法，掌握电子电路的测试方法，了解常用电子器件的类型和特性，同时掌握如何合理选用电子器件的原则。应用知识更为得新应手，熟练自如。有了更多对模拟电子技术综合性训练的机会。也通过实用型模拟电子电路设计、安装、调试等各环节，培养了我运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。另一方面对于动手能力的培养和敏捷思维方式的形成起到很大的作用。设计一个电路首先要有合理的原理，再有合理的原理图，对于大型的电路还要注意分层分块的完成然后系统连接。在以后的工作中对于我们的实践训练这是很重要的。再一方面电子电路的安装与调试技能培养了我的创新能力和对治学要严谨的态度。 此次模拟电子技术课程设计让我的身心也得到了改善，自身素质也有所提高。而且通过与其他人的交流，我们对此门课程有了更深的了解。我与搭档的合作也更让我明白合作中的收获了快乐。不仅收获知识还收获快乐。这过程中我受到了史兴荣老师的精心指导和帮助，在这里我衷心的感谢张老师！参考文献1清华大学电子学教研组编，童诗白，华成英主编.模拟电子技术基础-第三