超温控报警器.doc

赣南师院
物理与电子信息学院
数字电路课程设计报告书
姓名:
班级:电子信息工程09级
学号:
时间: 2011年 6 月 1 日
论文题目
超温报警器
课程论文
要求
,电路发生报警声,并且红色发光二极管闪烁,低于设定温度后,报警解除,发光二极管灭
2. 电路能记住报警次数,并以橙色发光二极管表示,即报警次数一次亮一个,报警两次亮两个,依此类推
设计过程
总电路图

超温报警器电路如图1,该电路完成两个功能:一是,当超过一定温度时,电路发生报警声,并且红色发光二极管闪烁,低于设定温度后,报警解除,发光二极管灭. 二是,电路能记住报警次数,并以橙色发光二极管表示,即报警次数一次亮一个,报警两次亮两个,依此类推
当没有给热敏电阻加热时(即在常温状态下时),电路只会显示555电路3号端连接的绿色LED灯一闪一闪(即555电路脉冲的时间周期),其他的电路均不工作,即LM324没有放大功能,VT1,VT2两个二极管都处于截止状态,继电器K1的3号端与K1_1相连,LED_B不亮,蜂鸣器不响,同时,继电器K2的3号端与K2_1相连,所以K2_1为低电平,RS触发器1号端也为低电平,6号端输出端为低电平,两片74LS164都不工作。当将发热的电烙铁靠近热敏电阻Rx时,几秒钟后热敏电阻感受到较高的温度,使得LM324的同乡输入端的电压V3大于反相输入端的电压V2,LM324工作,具有放大作用,LM324的一号端即输出端有高电平输出,VT1三极管的基极为高电平,VT1导通,继电器K1也导通,K1的3号端与K1_2连接,LED_B等亮,蜂鸣器就发出响声,VT2导通,K2有电流通过,3号端与K2_2相连,1号端为高电平,5号端为低电平,有RS触发器原理可知,3号端为低电平,6号端为高电平,74S164(八位移位寄存器)工作,第一个灯亮即Q0,以此类推。当报警电路响完八次后,Q7为高电平即第八个LED等亮,八位移位寄存器正常工作,当再有脉冲触发的时候,第九个灯亮,又以此类推。当按下开关键的时候,两片八位移位寄存器的输出端为低电平,LED灯熄灭。
设计过程
2、电路设计
、LM424
温度控制电路

表1 LM423引脚图和管脚图
电路原理分析:如图可知
V2= ,V3=
令=2K , = , =
热敏电阻的内部原理,即它会随着温度的升高,电阻的阻值增大。而且要使LM324工作在放大状态,必须使同相输入端的电压大于反相输入端的电压,即V3>:令V2=V3
=带入数据有:
=>=,我们取=1K
即当热敏电阻为常温时V2=K,V3=K
V2>V3即LM324不工作,也就不会发出报警信息,后面的一系列变化也就不会产生,若我们把已经插了电的电烙铁靠近热敏电阻,随着时间的增加,热敏电阻的温度越高,根据热敏电阻的特性,我们知道,热敏电阻会对温度的变化很敏感,当温度升高时,它的阻值也会随之升高。就会有V3端的电压随着热敏电阻阻值的增大而增大,当达到了一定的时候,就会出现V3端的电压大小大于V2端的电压,此时LM324就会有放大作用,后面电路随之而发生变化。

、触发电路设计
如图2所示:
图2、RS触发器原理图
表2 RS触发器的功能真值表
当LM324不工作时,RS触发器的1号端低电平,6号端则输出也为低电平,后面的电路也不工作,不会出现报警现象。当
LM324工作时:1号端为高电平时,5号端为低电平,3号端也就为低电平,6号端就为高电平,导致后面的电路工作,引起报警。
、报警电路设计
报警电路如图3所示
图3、报警电路图

表3 NE555功能表
报警电路如图3所示。由555定时器构成的报警电路。555构成多谐振荡器,振荡周期T= ,其中令=5K, =10K的电位器,=1K, =100UF,由上式可得,可通过调节滑动变阻器,使T=1S,即振荡电路的振荡周期为1S,。当LM324在工作状态时即处于放大状态时,K1_3与K1_2相连,LED_B亮,蜂鸣器发出响声。
图5 555电路结构图
、显示电路设计
如下图所示:
可知该电路由两片74LS164所组成,设计该电路主要为了让我们知道超温控报警电路报警的次数,一个灯亮了说明报警了一次,此次共设计了十个灯,当报警了十次,即十个灯都亮了时,按下开关,即可复位,将其去不熄灭,然后重新计数。一直循环下去。
、总电路图
图8 超温报警器电路总原理图