烟雾报警器的设计实现共35页文档

模拟开关（CD4052BCM）
4、输出
显示电路 蜂鸣器 风扇 语音
显示电路
输入
BCD码 七段数
编码器
码管译
码器
数码管
编码器（74HC147）
9个输入管脚（1~9）、 4输出管脚（A、B、C、 D）
将0-9十个数字变成 BCD码（极性相反）
编码器（74HC147）
9个输入管脚全为 高电平时输出BCD 码0
建议想输出数字几 的BCD码，就将相 应的输入管脚输入 低电平，其余管脚 高电平
7段数码管译码器（74LS47）
将BCD码译码提 供给7段数码管显 示
A0~A3对应4位 BCD码
a~g对应共阳极 数码管
7段数码管译码器（74LS47）
74LS47输入的 BCD码与 74HC147输出的 BCD码反向需要 反向器
QM-N5
技术指标 加热电压(VH) 回路电压(VC) 负载电阻(RL) 清洁空气中电阻(Ra) 灵敏度(S=Ra/Rdg)
1000ppmC4H10中) 响应时间(tres) 恢复时间(trec) 检测范围
AC或DC 5±0.5V 最大DC 24V 2KΩ ≤4000KΩ ≥4 (在
当浓度超过第二等级时系统自动开启风扇排 风
当浓度超过最高等级时系统发出声音警报 当浓度超过最高等级时系统发出语音提示警
报
设计提示
利用QM-N5将烟雾浓度转化为电压信号 将模拟电压信号转为数字信号，并进行等级
划分，将烟雾浓度等级分为三级。 使用数码管将烟雾浓度等级进行显示。 烟雾浓度大于或等于二级时，控制风扇排风。 三级烟雾浓度时，控制蜂鸣器报警。 语音录放芯片录音，并在三级烟雾浓度时，
反向器（74LS04）
将74HC147输出 的4位BCD码反向
数码管（共阳极）
由8段二极管组成 （阳极连接在一起）
a~g对应74LS74输 出（低电平时发光）
管脚测量（万用表）
显示电路
蜂鸣器
风扇
ISD1700语音芯片系列
语音电路
语音电路
*
采样率(kHz) 12
8
6.4
4
录音时长(sec) 40 60
控制其放音
模拟、数字电路实现思路
系统框图
烟雾浓 度采集
烟雾浓度 分级/编码
浓度等 级显示
Level0 Level1 Level2
输出 控制
Level1 Level2
风扇 排风
Level2
语音提示 报警*
Level2
蜂鸣器 报警
1、烟雾浓度采集
QM-N5型气敏元件是半导体气敏元件，当元件接 触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅 速升高。 特点： 用于可燃性气体（CH4、C4H10、H2等）和烟 雾的检测 灵敏度高 响应速度快 输出信号大 寿命长，工作稳定可靠
注意
本实验上课为15周、17周。上完课之后开始预约，以回去之后的 公告为准。请同学们安排好上课时间进行预约。
15周 17周
继电器 X 1 二极管 X 1
ISD1720 X 1 按键开关 X 7 MIC X 1 扬声器 X 1 发光二极管 X 1 电容 4.7μF X 6
0.1μF X 6 电阻 （自己统计）
注意
分模块调试 （一个模块调试成功后进行下一个模块的焊接） 不要损坏器件
注意插拔 注意管脚分布 芯片座拔掉芯片焊接 QM-N5和ISD1760数量有限，调试时借用 可以后焊接浓度采集模块 完成作品及时验收，验收后交还（芯片、继电器、MIC、蜂鸣器、 扬声器），并拆掉电路板中其他器件（焊掉而不要剪掉） 完成试验后按照实验讲义要求认真完成实验报告，一周内将实验 报告投放到相应柜子中。 每次实验时，先刷卡。
设计背景
现在很多公共场合因为人们吸烟而导致 空气质量不好，影响人们的身体健康。某些 特定环境里对室内的烟雾浓度也有一定限制。 本系统能够监测指定环境内的烟雾浓度，并 显示烟雾浓度等级。系统根据烟雾浓度等级 并自动开启排风机，改善室内空气质量或发 出警报。
设计任务
能够检测制定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度 分为三级加以显示。
≤10S ≤30S 50-10000ppm
QM-N5wk.baidu.com
QM-N5
2、烟雾浓度分级/编码
比较器（运放）
LM324
LM324
a
Ui
LM324
b
a
b
0
0
1
0
1
1
LM324
3、输出控制
实现译码功能 将不同等级的浓度对应到不同输出
模拟开关（CD4052BCM） 双4选1模拟开关
模拟开关（CD4052BCM） ?
75
120
Rosc(kΩ) 60 80 100 160
**
电容可选用4.7 μF 或10 μF
（录放音操作见使用说明）
整体电路
提供元器件
LM324 X 1 QM-N5 X 1 CD4052BCM X 1 PNP三极管 X 2 74HC147 X 1 74LS47 X 1 74LS04 X 1 蜂鸣器X 1 风扇X 1 共阳数码管X 1