传感器课程设计-烟雾报警器精选.doc

题 目 烟雾报警器 目 录 一 、设计目的 1 二、设计任务与要求 1 2.1设计任务 1 2.2设计要求 1 三、设计步骤及原理分析 1 3.1设计方法 2 3.2设计步骤 2 3.3设计原理分析 7 四、课程设计小结与体会 8 五、参考文献 8  设计目的 设计目的 1，了解传感器的基本知识，掌握传感器的使用方法； 2，进一步加深对模拟电路基础理论和数字电路基础理论的理解； 3，掌握比较器和振荡器的设计方法； 4，提高认识一些器件手册并运用这些器件的能力。 二、设计任务及要求 2.1、设计任务 1）设计，安装、调试所设计的电路； 2）画出完整电路图，详细说明电路原理，写出设计总结报告。 2.2、设计要求 1，基本部分： 1）电源电压不限，可以使用交流或直流电源； 2）有气体和烟雾时进行报警，无气体和烟雾后仍然维持报警，直至重新上电后才撤消报警； 3）气体和烟雾报警以不同的声光加以区分； 4）气体和烟雾报警分别设置断气、灭火驱动接口； 5）显示报警时间。 2，发挥部分： 1）可以通过无线方式向远端发送报警信息，无线传输所使用的信号调制、解调方式不限，可以使用成品模块； 2）多个报警器报警时互相不影响，在接收端各自有独立的声光指示； 三、设计步骤及原理分析 3.1、设计方法 火灾烟雾报警器系统设计方案框图 火灾烟雾报警器电路图 3.2、设计步骤 设计电源电路，了解元器件工作原理。 555集成电路原理 在数字系统中，为了使各部分在时间上协调动作，需要有一个统一的时间基准。用来产生时间基准信号的电路称为时基电路。时基集成电路555就是其中的一种。它是一种由模拟电路与数字电路组合而成的多功能的中规模集成组件，只要配少量的外部器件，便可很方便的组成触发器、振荡器等多种功能电路。因此其获得迅速发展和广泛应用。 时基集成电路555工作原理如下：图a所示为555时基电路内部电路图。管脚排列如图b所示。整个电路包括分压器，比较器，基本RS触发器和放电开关四个部分。 （1）分压器 由三个5kW的电阻串联组成分压器，其上端接电源VCC（8端），下端接地（1端），为两个比较器A1、A2提供基准电平。使比较器A1的“+”端接基准电平2VCC／3（5端），比较器A2的“-”端接VCC／3。如果在控制端（5端）外加控制电压。可以改变两个比较器的基准电平。不用外加控制电压时，可用0.01mF的电容使5端交流接地，以旁路高频干扰。 （2）比较器A1、A7是两个比较器。其“+”端是同相输人端，“-”端是反相输入端。由于比较器的灵敏度很高，当同相输入端电平略大于反相端时，其输出端为高电平；反之，当同相输入端电平略小于反相输人端电平时，其输出端为低电平。因此，当高电平触发端（6端）的触发电平大于2VCC／3时，比较器A1的输出为低电平；反之输出为高电平。当低电平触发端（2端）的触发电平略小于VCC／3时，比较器A2的输出为低电平；反之，输出为高电平。 （3）基本RS触发器 比较器A1和A2的输出端就是基本RS触发器的输入端RD和SD。因此，基本RS触发器的状态（3端的状态）受6端和2端的输入电平控制。图中的4端是低电平复位端。在4端施加低电平时，可以强制复位，使Q=0。平时，将4端接电源VCC的正极。 　　（4）放电开关图中晶体管VT构成放电开关，使用时将其集电极接正电源，基极接基本RS触发器的Q端。当Q=0时，VT截止；当Q=1时，VT饱合导通。可见晶体管VT作为放电开关，其通断状态由触发器的状态决定。 从CA555时基电路的内部等效电路图中可看到，VTl-VT4、VT5、VT7组成上比较器Al，VT7的基极电位接在由三个5kΩ电阻组成的分压器的上端，电压为2/3VDD；VT9-VT13组成下比较器A2，VTl3的基极接分压器的下端，参考电1/3VDD。在电路设计时，要求组成分压器的三个5kΩ电阻的阻值严格相等，以便给出比较精确的两个参考电位1/3VDD和2/3VDD。VTl4-VTl7与一个4.7kΩ的正反馈电阻组合成一个双稳态触发电路。VTl8-VT21组成一个推挽式功率输出级，能输出约200mA的电流。VT8为复位放大级，VT6是一个能承受50mA以上电流的放电晶体三极管。双稳态触发电路的工作状态由比较器A1、A2的输出决定。 对等效功能电路和CA555时基电路的内部等效电路的分析，可得出555各功能端的真值表。 引脚 2 6 4 3 7 电平 ≤1/3VDD 1.4V * 高电平 悬空状态 电平 1/3VDD ≥2/3VDD 1.4V 低电平 低电平 电平 1/3VDD 2/3