超溫報(bào)警器電路設(shè)計(jì)方案（一）

該超溫報(bào)警電路由溫度采集電路、繼電器控制電路、延時(shí)電路、秒脈沖信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)譯碼電路、數(shù)顯電路、報(bào)警電路共同構(gòu)成。下面來(lái)詳細(xì)介紹一下各部分電路的功能。

溫度采集電路

溫度采集電路由負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RW、R1、R2、RP1和集成運(yùn)算放大器LM324的A部分組成，在此集成運(yùn)算放大器構(gòu)成一個(gè)電壓比較器，其中比較器的同向輸入端3腳與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RW、R2構(gòu)成的溫度采樣電路相連，而比較器的反向輸入端2腳接由R1、RP1構(gòu)成的電壓基準(zhǔn)電路。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻RW的阻值變小，同向輸入端3腳的電壓會(huì)上升，當(dāng)溫度達(dá)到發(fā)熱件的上限溫度時(shí)，同向輸入端3腳的電壓會(huì)大于反向輸入端2腳的基準(zhǔn)電壓，比較器的輸出端1腳輸出高電平信號(hào)，反之，比較器的輸出端1腳輸出低電平信號(hào)。從而實(shí)現(xiàn)溫度的采集。

繼電器控制電路

繼電器控制電路由NPN型三極管V1、V2，繼電器K1、K2和電解電容共同組成，此電路中有兩處需要控制，所有出現(xiàn)了兩個(gè)繼電器控制電路。其中發(fā)熱件和紅色指示燈由K1控制，數(shù)顯和報(bào)警器由K2控制，它們的工作原理是：當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，繼電器線圈中產(chǎn)生電流，從而使繼電器中的常閉接點(diǎn)轉(zhuǎn)換到常開(kāi)接點(diǎn)狀態(tài)；當(dāng)三極管截止時(shí)，繼電器線圈中電流消失，繼電器又回到常閉接點(diǎn)處。

延時(shí)電路

延時(shí)電路由R4、C1串聯(lián)電路，RP3、R5電壓基準(zhǔn)電路和運(yùn)算放大器LM324的B部分組成的電壓比較器構(gòu)成，當(dāng)LM324的1腳為高電平時(shí)，電容C1充電，電壓比較器同向輸入端5腳的電壓升高，一段時(shí)間后，當(dāng)同向輸入端5腳的電壓大于反向輸入端6腳電壓時(shí)，比較器的輸出端7腳輸出高電平信號(hào)。當(dāng)LM324的1腳為低電平時(shí)，電容C1放電，電壓比較器同向輸入端5腳的電壓降低，當(dāng)同向輸入端5腳電壓小于反向輸入端6腳電壓時(shí)，比較器的輸出端7腳輸出低電平信號(hào)。

秒脈沖信號(hào)發(fā)生器

秒脈沖信號(hào)發(fā)生器是由555定時(shí)器、R7、R8、C2、C3組成的多諧振蕩器構(gòu)成的，該振蕩器輸出信號(hào)的頻率由2、4、6、7腳所接的R7、R8、C2共同決定，振蕩周期的計(jì)算公式為T(mén)=0.69（R7+2R8）C2振蕩信號(hào)由555的3腳輸出。

計(jì)數(shù)譯碼電路

要輸出0123456789這樣的數(shù)字，可以選擇BCD加法計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。CD4518就是一片雙BCD加法計(jì)數(shù)器，里面包含兩個(gè)同步的十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。每個(gè)加法計(jì)數(shù)器有兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK和EN，有效的時(shí)鐘信號(hào)分別為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)，可以根據(jù)具體情況選擇合適的時(shí)鐘輸入端。還有一個(gè)清零端MR，高電平有效。當(dāng)MR為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器的4個(gè)輸出端Q1、Q2、Q3、Q4均為“0”；當(dāng)MR為低電平時(shí)，CD4518才開(kāi)始計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器由0開(kāi)始，時(shí)鐘輸入端每接受到一個(gè)時(shí)鐘脈沖加1，一直加到9，當(dāng)時(shí)鐘輸入端接受到第10個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)器會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到“0”態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)顯周而復(fù)始的按照順序0123456789顯示數(shù)字。再將CD4518的4個(gè)輸出端Q1、Q2、Q3、Q4分別與CD4511的A、B、C、D相連即可進(jìn)行譯碼了。

數(shù)顯電路

數(shù)顯電路是由限流電阻和7段數(shù)碼管共同構(gòu)成的，只要將CD4511的ABCDEFG各輸出端通過(guò)限流電阻與7段數(shù)碼管的ABCDEFG各端相連就可以正常的顯示譯碼器輸出的各種數(shù)字了。

報(bào)警電路

報(bào)警電路由繼電器常閉開(kāi)關(guān)K2和蜂鳴器BUZ1構(gòu)成，當(dāng)繼電器K2的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，接通常開(kāi)端時(shí)，秒脈沖信號(hào)就輸送到了蜂鳴器BUZ1中，使蜂鳴器BUZ1發(fā)出報(bào)警聲。

超溫報(bào)警電路的工作原理

（1）當(dāng)接通9V的直流工作電源時(shí)，工作件的溫度未達(dá)到報(bào)警的上限溫度時(shí)，溫度采集電路的輸出端輸出低電平信號(hào)，該低電平送入三極管的基極，三極管截止，繼電器K1不工作，開(kāi)關(guān)處于常閉狀態(tài)，發(fā)熱器繼續(xù)工作，與此同時(shí)，延時(shí)電路中的電容未充電，5腳為低電平信號(hào)，運(yùn)放的7腳輸出低電平信號(hào)，三極管截止，繼電器K2不工作，K2處于常閉狀態(tài)，接通數(shù)顯電路的電源和時(shí)鐘信號(hào)，數(shù)顯電路正常工作，通過(guò)數(shù)碼管顯示周而復(fù)始的0123456789的數(shù)字。

（2）當(dāng)工作件的溫度達(dá)到報(bào)警的上限溫度時(shí)，溫度采集電路的輸出端輸出高電平信號(hào)，該高電平送入三極管的基極，使三極管導(dǎo)通，繼電器K1工作，開(kāi)關(guān)吸合到常開(kāi)端，發(fā)熱器不工作，紅色的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，與此同時(shí)，延時(shí)電路中的電容充電，5腳電壓升高，一段時(shí)間之后，當(dāng)5腳電壓大于6腳電壓時(shí)，運(yùn)放的7腳輸出高電平信號(hào)，三極管導(dǎo)通，繼電器K2工作，K2倒向常開(kāi)端，切斷數(shù)顯電路的電源和時(shí)鐘信號(hào)，將蜂鳴器接通，數(shù)顯電路不工作，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。