过压报警电路的设计docWord下载.docx
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摘要:
该设计主要采用芯片ＴL08２，通过输入电压与取样工作电压进行比较，来驱动警示电路.当输入电压过低时时，报警电路发光报警,当输入电压不超过取样电压的上下限时,由5５５电路驱动芯片CD40１７进行计数，使四个二极管顺序发光，表示电路正常工作。
关键词:
芯片TL082芯片CD401７过压报警
1设计任务与要求
1。
１设计任务
设计并制作一个欠压报警电路，当工作电压超过某一设定值时，电路发出声光警示信号。
２设计要求：
A、能自动监测电压，并能准确工作。
B、当工作电压超出设定的电压值时电路自动报警，红灯亮,当工作电压处于设定的电压值之间时能自动停止报警并亮指示灯。
C、报警时声音要变化,红色指示灯闪烁．
２总体方案选择与论证
方案一:
欠压继电器驱动报警。
灭磁和过压保护装置发信号的继电器LJ存在灵敏度不够问题。
过压波形需大于10ms以上,LJ才能动作，灵敏度不高，对换相尖峰过电压脉宽小于1ｍs的电压波不能发送信号。
电路图如图１所示:
图1
方案二:
采用芯片ＴL08２，通过输入电压与取样工作电压进行比较,来驱动警示电路。
当输入电压过低时时,报警电路发光报警，当输入电压不超过取样电压的上下限时，由５55电路驱动芯片CD4017进行计数，使四个二极管顺序发光，表示电路正常工作.该电路设计简单，易于实现,因此我们选择此方案。
3单元电路的设计
3。
1电压比较电路的设计
该电路采用芯片TL０8２作为窗口比较器,当Vｉn较低.由于R1和R2的分压,Ｂ点有一个电位值ＶＢ.此时Ｖｉｎ〈VB,所以集成运放输出为高电平，即C点的电位Vc为高电平。
而VC为高电平使VB的电位进一步上升，又进一步确保ＶC为高电平.当Vｉn>
ＶB，VC跃变为低电平.而VC的下降造成ＶB的下降,使VC的进一步保持在低电平。
电路原理图2所示：
图２
电压传输特性曲线如图３所示：
图３
３。
2数显电路的设计
在报警电路的设计中，我们有增加了一个功能，就是当电压处于正常工作的状态使，有指示灯能显示电路正常工作，于是我们设计了数显电路。
该电路采用十进制计数／分频器CD４0１７来实现其数显功能。
CL71０7计数器的最大计数值为１９9９，当计数器满200０个数时计数器便产生进位信号而且计数器自动归零.这段时间是０～ｔ1（如图10所示）.若已知时钟脉冲的周期为TC,则0~t１这段对Ui的积分时间为Ｔ1=20０0Tc，0～t1时间内，积分器的输入电压U0（t1）=2000Ui/RCＴ.
t=t1时,计数器产生的进位信号触发控制逻辑门把S1从Ui打向-ＵREＦ，电容C开始反向充电，使U０逐渐升高，并不断向零伏接近，计数器仍持续计数。
因比较器输出从t＝0开始一直保持为高电平.
当t=t2时,积分器输出电压U０升至0V,使比较器输出为低电平，控制门G关闭，时钟脉冲不能进入计数器,这样计数器在ｔ1～t2间隔内所计数值N（12）被保留一段时间,并由二进制转换为十进制,由驱动器驱动LEＤ显示为十进数.反向积分时间Ｔ2=ｔ2—t１=N（12）Ｔｃ，URＥF为恒定电压,在t１～ｔ2时间内，积分器电压的变化量U0（t１~t2）为U0（t1~ｔ2）＝（URＥF/ＲC）×
N（12）Tｃ，由上述已知t2时刻积分器的输出电压Ｕ0（t2）为零,又U０（t2）=U０（t1）+U0（t1～t2）=（-Ui／RC）×
20００Ｔc＋UＲEF／RC）×
Ｎ（1２）T２=０。
整理得N（1２）=（Ｕi/ＵＲEＦ）×
2000.N（12）是LＥD数码块上显示的读数．它与Ui成线性关系。
如（URＥF/20０0）＝０。
1mV,那么Ｎ（１2）的值就是被测电压Uｉ的0．1mv的倍数.如（ＵＲEF/20０0）=1ｍV,则N（12）为Uｉ的毫伏数，此时7107的量程为１99mＶ。
图4上的U０积分曲线是由两段斜率不同的直线组成的，因此又成为双斜率积分型A/D转换器.
图4
3.２电源电路设计
该电路电源的设计是采用芯片7０85加以辅助电路而成的.电路的设计简单而且输出的电压稳定且与5V的误差很小。
电源电路的设计电路如图5所示:
图5
４总体电路图的设计
4。
1总电路图的工作原理
首先调节可变电阻W1和W2，使IＣ1+和ＩC２+输入分别对应VＯH和VＯL．当VＯ〉ＶOH时，IC1输出低电平,发光二极管LED2正向导通发光报警,同时使55５时基电路输出低电平，对CD4017（上跳沿有效）的脚14而言输入是下降沿，故CD4017不工作。
IC２输出低电平,发光二极管LED1和蜂鸣器不工作。
当ＶO＜ＶOL时，ＩC1输出高电平，发光二极管LED２截止,555时基电路输出高电平，而IＣ2输出高电平，发光二极管LEＤ１和蜂鸣器工作，同时使CD40１7的脚１3端置1,计数器停止．当VOＬ〈VO〈ＶOH时，IＣ1输出高电平,IC2输出低电平，发光二极管LED1和蜂鸣器都不工作，同时555时基电路输出高电平，CＤ401７的端为低电平，CＤ4０17计数,它控制的四个二极管顺次发光，表示正常工作。
总电路图6所示:
图６
5设计心得
通过此次课程设计，我们学到了很多课本上学不到的东西.首先在硬件电路的设计上就取得很大的进步,之前一直以为按着网上下载的电路图焊就能成功完成，其实并不然，网上很多电路图都需要修改后才能使用。
像这次我们选择的电路,就是经过很多的修改才能使用，很多器件线路的连接都需要改动，这时就需要我们上网查相关芯片的功能和使用方法.在这次设计中，我们还学会了当一个电路焊接好后该如何去调试，如何根据电路应有的功能去测试该电路是否有实现应有的功能，该根据哪些参数去检测，检测步骤又是怎么样的。
因此，通过此次课程设计,我们不但加强了自己的电路设计和焊接能力外，还学到了很多芯片的使用方法,真的是受益非浅。
更重要的是通过此次课程设计，我们懂得了团结的力量，合作精神的重要性。
在这很感谢指导老师一直对我们的指导和帮助,虽然这次课程设计总体上来说不能说是成功完成,但相信通过这次课程设计，在以后的学习上我们会取得更大的进步。
A
元器件的编号列表
序号
符号与编号
名称
型号与规格
数量
１
ＬＥＤ１，LED2，ＬEＤ３，ＬＥD4，LED5,LＥD６
发光二极管
6
2
蜂鸣器
３
Ic２,IC3
5５5振荡器
NC５5５N
２
4
Q1,Q2
三极管
S9014
5
C1，Ｃ3
电容
103
Ｃ2，C4
１04
7
Ｉc４
十进制计数器—分频器
ＨCF4０１7BE
1
8
Ic１
窗口比较器
TL082CＮ
9
Ｗ１，W2
可调电阻
5０2
１0
D１
稳压管
IN100１
１1
R1，Ｒ３
电阻
10Ｋ
１２
R2，R6，R12
４7Ｋ
3
1３
R4，Ｒ5
２.2K
１4
Ｒ7，R13
22Ｋ
15
R８,Ｒ9
220欧
16
R10，Ｒ1１
3３0欧
参考文献
［１]韩克柳秀山《电子技能与ＥDA技术》 暨南大学出版社
［2］ 康万新 《毕业设计指导及案例剖析》清华大学出版社
［３]陆坤奚大顺《电子设计技术》 电子科技大学出版社
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