火灾报警器课程设计Word下载.docx

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基于DHT11的火灾信号放大及报警电路设计与实验

二、学习用仪器设备、器材或软件环境3

三、主要学习内容3

一、内蒙古工业大学信息工程学院开放性专题设计任务书

（1）

模拟电子技术专业班级：

指导教师（签名）：

学生姓名（学号）：

一、设计题目

火灾信号放大及报警电路设计与实验

二、设计目的

⑴掌握基本电子电路的分析和设计方法，培养学习专业知识能力。

⑵掌握基本电子电路故障识别与诊断基本方法，培养分析问题、解决问题能力。

⑶掌握学习总结报告和设计说明书的基本书写方法，培养技术交流能力。

三、设计内容和要求

1．设计内容

（1）选用1-2种性价比高的温度传感器件来感知火情。

（2）正常情况下，两个温度传感器所产生的电压信号相等，发光二极管不亮，扬声器（5V，0.5W）不响。

（3）出现火情时，两个温度传感器所产生的电压信号不相等（实验中，可将一个安装在塑料板上，另一个安装在铁板上），出现差值电压，当差值电压达到一定值时，发光二极管亮，同时扬声器报警。

（4）设计应体现实用性好、成本低、功耗小特点。

（5）测量精度可自行整定。

2．设计要求

（1）查找资料，比较实现基本功能的几种设计方法（要求至少2种，主要根据器件选型不同来进行对比分析，例如，一种方案是实验室现有可提供器件；

一种方案是查找资料得到的性价比更高的器件），理解原理，比较它们的优缺点，完成框架设计。

要求从设计任务分析、设计方案选择、选取器件材料、设计制作、测试分析等方面归纳阐述并总结成文，列出参考文献目录清单。

（2）确定电路设计方案，绘制原理框图或流程图，简述所选电路设计方案的工作原理；

确定电路结构，给出具体参数。

（3）搭建Multisim或其他仿真软件环境下的仿真电路，完成所设计电路的仿真测试。

（4）进行功能仿真，安装、调试实测电路，完成电路性能指标测试，记录并分析实验测试结果。

完成实验报告。

进入实验室之前向老师提交设计方案及测试所需器件清单。

（5）得出结论（是否针对设计任务完成电路设计，通过什么方式验证设计的正确性，设计电路的性能如何，还可以在哪些方面做进一步改进等）。

（6）写出设计说明和实验报告，分析说明实验过程中出现故障的原因及排除方法。

（8）创意设计或自主扩展设计。

想一想自己的设计作品具有哪些方面的市场竞争力，是否可以通过进一步拓展和深化，开展项目开发，参加创新性设计，怎样才能销售出去等。

主要参考文献

[1]童诗白，模拟电子技术基础（第4版）高等教育出版社2006

[2]阎石，数字电子技术基础（第5版）高等教育出版社2006

[3]电子技术课程组，电子技术内蒙古工业大学2011.3

[4]课程设计专栏，内蒙古工业大学“模拟电子技术”精品课程公共网站

[5]其它自查参考资料

二、学习用仪器设备、器材或软件环境

1.计算机

2．Multisim软件

3．Windows7环境

三、主要学习内容

3.1设计目的

随着当代社会家庭用电量的增加，家庭火灾发生的几率越来越高，家庭一旦失火，很容易出现扑救不及时，造成很大的人身以及财产的损失。

所以设计火灾报警器就成为了我们日常生活中很重要的器件。

3.2设计思路

DHT11介绍

用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据。

从此模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。

总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。

DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后,读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可,总线由上拉电阻拉高。

总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。

设计思路

“1”“0”“1”

（1）

（2）

上图即为DHT11的输出信号，将信号延时28us—80us，然后以此为Clk信号控制移位寄存器控制移位存储器数据，以此将dht11以高电平持续时间长短的输出数据表示成以高低电平表示，以方便后期数据的处理；

将传感器的信号移位至移位寄存器，然后与已预订初值（火灾温度表征，例如60℃）的数值比较器作比较，若大于等于初值，作出预报。

3.3设计流程图

连接蜂鸣器及发光二极管

3.4火灾报警电路原理及电路分部分析

（1）555延时器电路原理图

555延时器电路分部分析

功能：

555延时器将波形整体向后延时40us。

当F=12.5khz时,tw=38%即“0”时

上升沿为有效控制沿，上升沿时刻，输入脉冲都处于低电平，符合设计原理。

当F=7.7khz时,tw=62%即“1”时

上升沿为有效控制沿，上升沿时刻，输入脉冲都处于高电平，符合设计原理。

2、移位寄存器电路原理图

XFG1控制脉冲F=2khzXFG2输入脉冲F=1khzXSC1寄存器U4脉冲监视XSC2寄存器U5脉冲监视

移位寄存器电路部分分析

XSC1

电平高低错落，符合设计原理

XSC2

前面没有出现移位脉冲，寄存器串行输入，并行输出，移位需要时间，符合设计原理。

3.5电路整体分析

电路原理图

XFG1脉冲发生器XFG2三态控制脉冲发生器，XSC1监视移位寄存器U4以及脉冲发生器，XFG2监视移位寄存器U5

电路分析（XFG1未加入控制脉冲）

一、当F=12.5khz时,tw=38%即“0”时

脉冲为低电平，符合设计原理

XFG2

移位脉冲全为低电平，符合设计原理（蓝线上移0.4，紫线下移0.2）

XSC3

上升沿对应低电平，符合设计原理

2、当F=7.7khz时,tw=62%即“1”时

全为高电平，符合设计原理

全为高电平，符合设计原理（蓝线上移0.4，紫线下移0.2）

上升沿对应高电平，符合设计原理

四、学习体会及遇到的主要问题

4.1、遇到的问题

Multisim软件的使用，延时器设计电路，波形的控制等

4.2、心得体会

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了相关理论知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

在设计过程中中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。

更重要的是，我学会了很多学习的方法。

而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。

要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。

这对于我们的将来也有很大的帮助。

以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。

就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教他人或者认真仔细看书查找相关资料，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

五、主要参考文献

数字电子技术基础（第五版阎石主编）

模拟电子技术基础（第四版童诗白华成英主编）