2021年温度报警器的设计与制作

电子技术综合课程设计

欧阳光明（2021.03.07）

课程：电子技术综合课程设计

题目：温度报警器

所属院(系) 专业班级

姓名学号：

指导老师

完成地点

2010年9月20日至10月8日

课程设计任务书

温度报警器的设计与制作

一、任务和要求：

设计并制作一个温度报警器，要求如下：

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）当温度高于30时，报警器发出两种频率交替

的“嘀—嘟”声响，即加到蜂鸣器上的电压波

形如资料中3D

（2）当温度低于10时，报经区发出单频率声响，

如资料中附录3D。

3、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；

4、设计并制作电路所用直流电源。

前言

电子技术综合课程设计是大学生必须掌握的重要实践，是针对模拟电子技术，数字逻辑电路及电路分析课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，它包括选择课程、电子电路设计、组装。调试和编写总结报告等实践内容。通过课程设计实现以下三个目标:第一，让学生初步掌握电子线路的试验、设计方法。即学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标；第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验

的程序和实施方法。第三，培养勤于思考的习惯，同时通过设计并制作电子产类品，增强学生这方面的自信心及兴趣。

本课程设计介绍的是数字逻辑电路中以TTL集成电路为基础的数显，声响倒计时器，以电路的基本理论为基础，着重介绍电路的设计装调及性能参数的调试方法. 本课程设计应达到如下基本要求：

（1）综合运用电子技术课程中所学的理论知识独立完成一个数显、声响倒计时器的设计。

（2）通过查阅手册和参考文献资料，培养独立分析和解决实际问题的能力。

（3）熟悉常用电子元器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

（4）掌握电子电路的安装和调试技能。

（5）熟悉的使用各类数字电子仪器。

（6）学会撰写课程设计论文。

（7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

目录

课程设计任务书 (2)

前言 (3)

一、方案的论证和选择 (5)

1.1 整体电路构思 (5)

1.2 方案一 (5)

1.3 方案二 (5)

1.4 方案的选择 (6)

二、单元电路设计 (7)

2.1电源电路的设计（个人设计部分） (7)

2.2放大器电路的设计 (12)

2.3 比较器电路的设计 (13)

2.4报警器电路的设计 (14)

三、电路仿真分

析 (17)

3.1 仿真软件简介

（Proteus） (17)

3.2 报警器电路的仿

真 (17)

四|、电路的装调和分析 (18)

五、实验结果分析 (19)

六、总结和体会 (20)

参考文

献 (21)

附录A 总体电路图 (22)

附录B 元器件清单 (23)

附录C 芯片的管脚图 (24)

一、方案的论证和选择

1.1方案的构思

首先，根据其题目的要求要有电源的提供，即直流电源电

源部分设计。任务书上要求是当温度在10℃至30℃范围内时

报警器不发声响，当温度超过这范围时，报警器发出声响，

并根据不同音调区分温度的高低。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；所以要把直流小电源放大到所需求的范围，可见要有比

较器和放大器的组成部分，且需要用蜂鸣器来报警，还需要

有报警电路，根据所学的知识就可以使用555定时器的功能，

则迎刃而解。

1.2方案一：

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10℃～30℃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，20mv～60mv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。

其中报警电路分为单频报警电路和双频报警电路。

1.4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

二、单元电路设计

在各个单元电路与总体电路设计过程中，需要计算电路中各元器件的参数，以及估算电路的性能指标等，从而把各电路元器件与电路确定下来，为单元电路和总体电路的设计试验做好准备。

2.1电源电路的设计（本人所设计部分）

2.1.1设计任务和要求

在电子电路设备中，一般都需要稳定的直流电源供电，而平常生活中用到的都是频率为50HZ，有效值为220V的单项交流电压，因此需要将它转换为幅值稳定，输出电流较小的直流电压。