8路巡回检测报警系统的设计与实现

电子电路实验3综合设计总结报告

题目:8路巡回检测、报警系统的设计与实现

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摘要

随着电子技术的发展,家用电器与办公设备的智能化、系统化已成为发展趋势,而这些高性能的设备几乎都要通过电子电路实现。同时,温度作为与我们生活息息相关的一个环境参数,对其的测量与研究也变得极为重要。本实验基于数字,模拟电子电路相关知识实现了8路温度巡回检测、报警系统。此系统包括555时钟电路、计数与译码显示电路、拨码开关与数据选择电路、蜂鸣报警电路等模块。各模块焊接前均用Multisim软件对电路进行了仿真。8路通道用8个拨码开关实现对工作状态的模拟,该系统能对多个通道的运行状态进行巡回检测,当某一通道发生故障(既拨动对应通道的开关)时,由检测系统发出报警并显示发生故障的通道号,故障排除后,系统可继续进行巡回检测。

目录

目录 (3)

1设计任务 (4)

1、1 设计选题 (4)

1、2 设计任务要求 (4)

2方案设计与论证 (5)

2、1 方案一 (5)

2、2 方案二 (6)

3 单元电路的选定与设计 (7)

3、1 拨码开关电路、数据选择器与蜂鸣报警电路 (7)

3、2 循环计数器与译码显示电路 (9)

3、3 时钟发生电路 (9)

3、4 窗口电压比较器电

路、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11

3、5 温度传感器电

路、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、12

4 装配与调试、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、14

4、1 装配注意事

项、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、14

4、2 测试仪

器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、15

4、3 拨码开关电路、数据选择器与蜂鸣报警电路的测

试、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、15

4、4 循环计数器、译码显示电路的测

试、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、16

4、5 时钟发生电路的测

试、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、17

4、6 窗口电压比较器电路的测

试、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、17

4、7 温度传感器电路的测试 (20)

5 实验总结 (21)

5、1 完成情况 (21)

5、2 问题及对策 (21)

5、3 收获与体会 (22)

6 参考文献 (22)

7 附录 (22)

附录1系统电路图 (22)

附录2元器件清单 (24)

附录3实物照片 (25)

附录4实验日志 (26)

1、设计任务

1、1 设计选题

8路巡回检测报警系统的设计与实现

1、2 设计任务要求

设计一个8路巡回温度状态检测、报警系统,能够对8个测试区域的温度状态就是否正常进行巡回检测;当某一测试区域的温度超过正常范围时,由巡回检测系统发出报警并显示第几个测试区域出现故障。

1、基本要求:

(1)实现一个8通道状态巡回检测系统,该系统在正常状态下输入低电平,而高电平输入表示出现故障。

(2)巡回检测周期要求不超过8秒。

(3)当某一个通道出现故障时,停止检测,并且发出报警与显示故障通道的序号。

(4)电压比较器:可设定上、下限电压报警值;当铂热电阻传感器调节电路输出电压超过上、下限值时,输出低电平。

(5)利用铂热电阻Pt100完成温度检测,实现温度量转换为直流电压,并要求温度变化20度时,检测电路输出的电压变化不小于1V。

2、扩展要求:利用湿度传感器CM-R实现湿度状态测量。

2 方案设计与论证

2、1 方案一

基本要求部分,用八个拨码开关,模拟八路通道工作状态,闭合拨码开关时,74LS151对应输入端输入低电平,W输出高电平,驱动数码管,蜂鸣器响,74LS151 芯片 Y 端口输出为低电平,计数器 74LS160 停止计数,QA,QB,QC 输出数据保持为出现故障的二进制码,通过译码器得到数据在共阳数码管上显示的就是一个不变的值。利用 555 震荡电路产生 10Hz 的计数脉冲,用于 74ls160 计数器计数工作,满足检测周期不超过八秒的要求。当数据控制端处于高电平时,74ls160 开始计数,通过 QA,QB,QC,QD,输出 bcd 码到 74ls47 与 74ls151 的

A,B、C 端口。计数器一直在 0~7 循环,出现 7 的时候,计数器 74ls160 芯片 QA, QB,QC,QD 分别显示 1,1,1,0,接下来出现 8 的时候 ,QA,QB,QC,QD 显示 0,0,0,0,通过反相器输出一个低电平,计数清零。译码器电路,采用 74ls47d 译码输出,通过数码管显示扫描结果,当无故障时,数码管一次显示 0~7 的数字,当某一路出现故障时,停止巡回检测,数码管时钟显示这一路对应数码。采用电压比较器设定上、下限电压报警值;当检测电压超过设定上、下限值时,输出低电平,蜂鸣器报响。系统方框图如图2、1所示。