电子技术综合课程设计课程：电子技术综合课程设计题目：温度报警器的设计与制作所属院(系) 物理与电信工程学院专业班级电子1105姓名陈频学号：1113014162 指导老师完成地点501实验室任务书温度报警器的设计与制作一、任务和要求：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，当温度超过这个范围时，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度的高低，即：（1）当温度高与30℃时，报警器发出两种频率交换的“嘀—嘟”声响。

（2）当温度低于10℃时，报警器发出单频率声响。

3、温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0设计并制作一个温度报警器，要求如下：℃为0mv，温度每上升1℃，递增2mv;4、设计并制作本电路所用直流电源。

二、设计框图三、所需仪器设备1、模拟电子试验箱一台2、数字万用表一块3、双踪示波器一台4、直流稳压电源一台5、剪刀、镊子各一把6、面包板两块前言电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程。

它的开展是为了提高和增强我们学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。

这对于提高我们学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。

本次课程设计加深了我们对所学理论知识的理解，并能将其熟练应用，做到理论与实际相结合。

而用实际器件搭建电路，培养我们学生分析问题、解决问题的实践能力。

我相信，我会在本次课程设计中受益匪浅，为将来的学习，毕业设计以及工作打下坚实的基础。

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。

本课程设计以电工电子技术的基本理论为基础，着重掌握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实际应用电路的设计。

（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）熟悉使用各类数字式电子仪器的规范使用方法。

（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。

（8）由于本次试验是分组完成，所以培养团结协作能力尤为重要。

目录课程设计任务书 (2)前言 (3)一、设计方案及思路 (5)1.1设计任务1.2设计方案二、电路的组成 (5)2.1多输出电源电路2.2放大电路和窗口比较器电路2.3单双频蜂鸣器电路三、各个模块 (9)3.1电源电路3.2放大电路和窗口比较器电路3.3单双频蜂鸣器报警电路四、综合电路 (10)4.1实验数据4.2元器件清单五、实验装调 (11)5.1装调步骤与方法5.2出现故障及处理六、心得与体会 (12)七、附录 (13)8.1元器件管脚图及功能8.2参考文献8.3总体电路图一、设计方案及思路1、设计任务（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，当温度超过这个范围时，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度的高低，即：①当温度高与30℃时，报警器发出两种频率交换的“嘀—嘟”声响； ②当温度低于10℃时，报警器发出单频率声响；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 ；（3）设计并制作本电路所用直流电源。

2、设计方案根据任务要求，所设计电路分为四个模块：多输出电源、放大器、窗口比较器和蜂鸣器。

其中放大器的设计，既可以采用三极管放大，也可以采用集成运放放大，考虑到电路检测的方便，采用集成运放设计放大电路。

对于比较器的选择还是比较定向的，因为书上学过的比较器，例如单限比较器、滞回比较器等，都不能实现我们要控制一段连续区域的要求，所以我们就选择了窗口比较器，可以模拟实现高温低温。

蜂鸣器有单双频之分，亦有两种设计方法：三级管构建单双频电路或555构建单双频电路，为使电路简单易检测，决定采用555构建单双频电路。

二、电路的组成1、多输出电源电路直流稳压5V,12V,-12V电源的设计 (1)集成稳压器集成稳压器的输出电压Uo 应与稳压电源要求的输出电压的大小及范围相通。

稳压器的最大允许电流Icm<Iomax ，稳压器的输入电压Ui 的范围为Uomax+（Ui-Uo ）min ≤Ui ≤Uomin+（Ui-Uo ）max （1.1） 式中，Uomax —最大输出电压；Uomin —最小输出电压；（Ui-Uo ）min —稳压器的最小输入输出压差 （Ui-Uo ）max —稳压器的最大输入输出压差。

可调式三端集成稳压器输出电压Uo 满足： Uo=1.25（1+1R Rp） （2） 电源变压器通常根据变压器副边输出的功率P2来选购变压器。

由V i =1.1-1.2V 2可得到变压器副边的输出电压U2与稳压器输入电压Ui 的关系为2.1~1.1Uimin ≤U2≤2.1~1.1Uimax，在此范围内，U2越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大，一般取副边电压：U 2≥1.1Uimin副边输出电流： I 2>I omax (3)整流二极管整流二极管VD2的反向击穿电压Urm 应满足：Um>2U 2 其额定工作电流应满足：I f >I omax （4） 滤波电容滤波电容C 的容量可由下式计算：C=Uit∆⋅Ic （1.7） 其中，△Ui —稳压器输入端纹波电压的峰峰值 t —电容C 放电时间，t=2T=0.01s Ic —电容C 放电电流，可取Ic=I omax 滤波电容的耐压值应大于2U 2。

（5） 系统设计稳定直流源设计的一般思路是让输入电压先通过电压变压器，再通过整流网络，然后经过滤波网络最后经过稳压网络。

方案1.我们可以采用以桥式整理电路实现整流的目的，以大电容作为滤波电路，然后接负载。

但是这样做有以下不足之处，如负载的影响很大，电压不可调以及没有保护电路等一下列问题。

我们采用某些芯片，可以解决以上的问题。

方案2.以全波整流电路作为整流网络，以极性电容作为滤波网络，采用固定式三端集成稳压电路7805和7905设计制作连续可调的双极型直流稳压电源。

如下图所示，220V（幅值311V）50Hz市电经变压器220:25输出两组独立的25V交流，经桥堆整流、大电容滤波后分别经过集成稳压块LM7805C与LM7905C作用得到±5V的直流输出。

稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成，如图1所示图1 直流电源系统方框图电源变压器：将电网提供的220V交流电压转换为各种电路设备所需的交流电压。

多输出电源电路图：2、放大器电路放大器电路图：3、窗口比较器电路 窗口比较器电路图：4、报警电路根据任务与要求，要有两种不同的报警声音，因此我们设计两种报警电路，单频报警电路和双频报警电路。

音频报警电路的制作可以用NE555和电阻、电容组成，我们选用555集成定时器来制作多谐振荡器从而做出音频电路。

若占空比大于50%，报警发声频率可由2)2(1121CLn R R T f +==求得单频蜂鸣器报警电路图:工作原理：555定时器和电阻R14、R1及电容C10构成低频振荡器，音频振荡器，当控制端R为低电平时，低频振荡器不振荡，它的输出端Q为低电平，蜂鸣器不发出声音。

当控制端R为高电平时，低频振荡器产生矩形波周期为秒数量级，这个矩形波的占空比q 可通过调节R1、R14来实现，音频振荡器产生方波，使蜂鸣器发出声音。

双频蜂鸣器报警电路图：工作原理：两种频率交替的音响电路用555集成定时器组成，图中的555（A2）组成低频振荡电路,555(A3)组成音频振荡器，由于前者的输出（管脚3）经过电阻接到后者的控制输入端（管脚5），因此当前者的输出为高低电平时，后者可输出两种不同频率的方波，而且555定时器的输出最大电流可达200mA，所以可直接驱动蜂鸣器，当然，只有当控制端R为高电平或悬空时，蜂鸣器才发出“滴～嘟”，“滴～嘟”的声音，当R为低电平时，555（Ⅱ）定时器处于复位状态，蜂鸣器不会发出声音三、各个模块1、电源电路设计电源电路，是把220v 50Hz的交流电压经整流、滤波、变压，转换为+5v、+12v以及-12v电压。

2、放大电路和窗口比较器电路放大电路采用同相比例放大。

电压比较部分采用窗口比较器电路。

3、单频蜂鸣器报警电路由于其只发出一种声音，则利用一个555定时器构成一个多谐振荡器。

4、双频蜂鸣器报警电路设计理论：555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并有两个比较器来检测电容器上的电压。

要求发出两种声音，则利用两个555定时器。

555集成电路是8脚封装，双列直插型。

其中6管脚称阈值端，是上比较器的输入；2管脚是触发端，是下比较器的输入；3管脚是输出端。

我设计的报警电路时由后级555单稳态触发器控制前级555单稳态触发器，从而使蜂鸣器可以发出两种不同的声响。

将第一个555定时器的3管脚接在第二个555定时器的5管脚，改变了5管脚的2/3的Vcc。

设计器材选择：蜂鸣器、10μF电容、电阻若干、555定时器四、综合电路1、实验数据将以上四大部分连接起来，测得如下数据：2、元器件清单五、实验装调1、装调的步骤与方法本次课设四人一组，各尽其能，我们分了四个模块，有直流电源电路，放大电路，窗口比较器电路，单蜂鸣报警电路以及双蜂鸣报警电路。

我们先做了电源，经过安装调试后，接好了电源，用万用表测量从LM7812输出的电压值约为12V,从LM7805输出的电压值约为5V,从LM7912输出的电压值约为-12V后,这样直流电源就完成了，然后是放大电路，选用的是LM324，两个1k的电阻和两个100K的电阻，还有一个2k的滑动变阻器，最终组成了放大电路，经示万用表的测量，放大倍数约为100。

接下来完成的是窗口比较电路，窗口比较电路是由LM324组成的电路，然后就是单蜂鸣报警电路，控制电路是由一块NE555组成，最后就是双蜂鸣报警电路，控制电路的主要元器件是两块NE555。