烟雾报警器的设计实现剖析.ppt

烟雾报警器的设计实现 设计选题一 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选择是否蜂鸣报警并开启排风机，改善室内空气质量或发出警报。 设计任务 能够检测指定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度分为三级加以显示。 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，控制其放音 模拟、数字电路实现思路 系统框图 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 QM-N5 技术指标 加热电压(VH) AC或DC 5±0.5V 回路电压(VC) 最大DC 24V 负载电阻(RL) 2KΩ 清洁空气中电阻(Ra) ≤4000KΩ 灵敏度(S=Ra/Rdg) ≥4 (在1000ppmC4H10中) 响应时间(tres) ≤10S 恢复时间(trec) ≤30S 检测范围 50-10000ppm QM-N5 2、烟雾浓度分级/编码 比较器（运放） LM324 LM324 LM324 3、输出控制 信号分级电路，实现译码功能 根据运放a b不同的输出值来控制操作不同的模块 模拟开关（CD4052BCM） 双4选1模拟开关 模拟开关（CD4052BCM） 模拟开关（CD4052BCM） 4、输出 连接不同的通道来低电平驱动下面的输出模块 显示电路 蜂鸣器 风扇 语音 显示电路 编码器（74HC147） 147是一个9段优先编码器。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 反向器（74LS04） 将74HC147输出的4位BCD码反向 注意下电源管脚，VCC接5V电压，GND接地，集成芯片都需要在供电的情况下才能正常工作。 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 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 风扇 继电器 5脚继电器 蜂鸣器 ISD1700语音芯片系列 语音电路 语音电路 整体电路 元器件清单 实验成绩 实验总成绩 = 实验动手操作+实验总结报告 100分满分 （占成绩60%） （占成绩40%） 实验操作评分细则 实验报告评分细则 实验进度安排表 实验课须知 实验时间地点： 本实验选题分为两个班上，4系学生一个班，5、8系学生一个班。选题一选课学生如有特殊情况可以调整班次 时间为周一到周五下午4：:0~9:00，中间半个小时吃饭时间 上课地点为：21B458实验室 学生每天需要完成的工作 上课：实验必须在实验室完成，不得无故旷课。有课需要请假 预约：预约周一的实验课即可，上下课需刷卡。 实验日志，要求每天写。实验日志上记录当天完成的工作、测量的数据和实验故障等实验状况。实验日志在网上管理系统的资源下载里。实验日志需要当天找老师签字之后交回。 注意 自备烙铁架，万用表和吸锡器等工具 分模块调试，器件按照模块分发；完成每个模块需要验收 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 完成作品及时验收，验收后交还（芯片、继电器、MIC、蜂鸣