超温报警器

专业技能实训报告设计课题：超温报警器

专业班级： 09电气技术教育

学生姓名：

学号： 090805011

指导教师：

设计时间： 2011年6月29日

超温报警器

一、设计任务与要求

1.当温度超过温度上限时，电路开始报警，同时有红色发光二极管亮；当温度下降到低于温度下限时，电路停止工作，报警解除同时二极管灭。

2.电路能记录报警次数，用发光二极管表示；即温度超过一次就亮一个灯，超过几次就亮几个灯。

3.当计到十次，不再计数，报警不解除。

二、方案设计与论证

超温报警器可用来监控温度，其工作原理为：当温度超过温度上限时，温控电路部分开始工作，引起报警电路开始报警，同时红色发光二极管亮；计数电路工作，记下超过温度的次数；当超过十次时，不再计数，同时报警不再解除，即使温度低于温度上限。一般情况下，温度低于温度上限时，电路不工

作。当工作件温度在规定范围内，相当于电烙铁远离热敏元件R

5，R

5

阻值较

大，IC

1A 同相端电压较低，使V

+

—

（同相端电压低于反相端电压）IC

1A

的①脚

输出低电平，IC

1B 的⑦脚亦为低电平，三极管VT

1

、VT

2

截止，继电器K

1

、K

2

的线

圈无电流通过，它们的动接点不动作。这时电源经K

1-1

接通绿色指示灯，绿色

LED灯亮； IC1C为方波振荡器，其振荡频率由R

14、R

14

、C

6

、 R

17

、R

18

决定，

IC1C的输出接K

21-1

，振荡器正常工作时黄色指示灯闪烁。

若将发热的电烙铁靠近热敏电阻R5，几秒钟后热敏电阻感受到较高的温

度，其阻值突然下降，使V

R5下降，V

R6

上升，则IC

3

的V

+

>V

1

(同相端电压大于反

相端电压），IC

1A 的①脚输出高电平，这电压一路输给VT

1

的基极，另一路经延

时电路R

8、C

4

输给IC

1B

的同相端，使IC

1B

的同相端电压大于反相端电压。于是

VT

1、VT

2

的基极都得到高电平而导通，使电磁继电器的线圈有电流通过，动接

点动作，K

1的动接点脱开K

1-1

而与K

1-2

接通，红色发光二极管得电发光。K

2

的动

接点动作，其中K

21的动接点脱离K

21-1

而与K

21~2

接触，IC1C的振荡输出给有源讯

响器又发出断续报警声。随后，将电烙铁运离R

5，则R

5

感受的温度降低，阻

值又变大，V

R6变小，导致VT

1

、VT

2

截止，K

1

、K

2

的线圈失电无电流流过，它们

的动接点复位，K

1动接点回到K

1-1

；绿色发光管点亮，红色发光管熄灭；K

21

的

动触点回到K

，黄色指示灯闪烁，讯响器停止报警。

21-1

由以上原理，有两种设计方案：

方案一：

用555产生脉冲信号，74LS00构成一个RS触发器，用74LS164和发光二极管计数报警的次数。原理图如图2：

方案二：

用数码管显示报警次数，用CD4017进行编码，CD4511进行译码，蜂鸣器用作报警电路。原理图如下图：

图2

通过对以上两种方案的比较：方案二更加复杂，器件也更多，成本较方案一更高；而且过多的器件会给布局、焊电路等方面带来一定的麻烦，器件少检查电路起来也更方便。所以选择方案一更好。

三、单元电路设计

1、脉冲、报警电路

图3 脉冲报警电路

当温度超过上限时，555开始工作，产生脉冲，当有高电平过来时电路中蜂鸣器报警，同时红色发光二极管发光。

2、温控电路

图4 温控电路

温控电路主要由电阻和LM324构成，温度上升则光敏电阻的阻值上升，经过比较器，图中5号端变成高电平，三极管导通，触发继电器工作，引起电路的其他部分工作。

3、计数电路

图5 计数电路

74LS00的作用是构成一个RS触发器，用于消除继电器不必要的抖动；74164是8位移位寄存器跟发光二极管一起用作计数。

四、结论与心得

经过将近半个月的努力，终于成功的完成了这个课程设计，这其中的兴奋时无法用言语表达的。在这学期的课程设计给了我一次自己动手运用知识制作电路板的机会，也验证了我之上的想法。

开始时我到处查阅资料，确定电路原理图，而第一次设计便发现问题多多，不知从何下手，于是我在图书馆大量查阅书籍资料进行比对，对设计过程和参数选择有了一定的了解，最后，在其他同学的帮助与自己的努力下，最终确定了电路图。

电路原理图确定下来后就是购买材料焊电路板了，而在购买材料时，用让我更近一步的对器件的各种参数有了了解。而在焊接过程中，需要的耐心、细心及布局时怎样做到美观实用又是我当时面临的另一挑战。当然，最终我克服了这些困难，学到了我们工科学生必须具备的细心、耐心和恒心。做事情方方面面都要考虑到，这些问题对我来说是一个非常好的锻炼机会。

总得来说，设计过程中有很多理论学习过程中不曾遇见的问题，也有很多教训，但是学到的经验知识也是非常宝贵的，这对我以后学习制作电路将会是非常有用的知识积累。在设计过程中，进一步加深了对元件特性的理解，巩固了对电路原理的分析运用，体会到了动手实践能力对工科学生的重要性。虽然在这次课程设计过程中遇到了一些难题，但是从中我学到了很多，这实在理论学习中是学不到的，此次课程设计使我的动手能力有了很大的提高，我相信在今后的学习过程中更加明确自己的学习方向，并且弥补自己的不足，不断增强自己的各方面知识和能力，所以，此次课程设计让我收获颇丰。

参考文献

1、《电工电子实践指导》（第二版），王港元主编，江西科学技术出版社（2005）

2、《电子线路设计、实验、测试》（第二版），谢自美主编，华中理工大学出版社（2000）

3、《电子技术课程设计指导》，彭介华主编，高等教育出版社（2000）