烟雾报警器的设计实现课件

烟雾报警器的设计实现设计选题三十四烟雾报警器的设计实现设计选题三十四1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并自动开启排风机，改善室内空气质量或发出警报。设计背景现在很多公共场合因为人们吸烟而导2设计任务能够检测制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任务能够检测制定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度分为三级加以显3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，控制其放音设计提示利用QM-N5将烟雾浓度转化为电压信号4模拟、数字电路实现思路系统框图模拟、数字电路实现思路系统框图51、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1、烟雾浓度采集QM-N5型气敏元件是半导体气敏元件6QM-N5技术指标加热电压(VH)AC或DC5±0.5V回路电压(VC)最大DC24V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50-10000ppmQM-N5技术指标7QM-N5QM-N58QM-N5QM-N592、烟雾浓度分级/编码比较器（运放）2、烟雾浓度分级/编码比较器（运放）10LM324LM32411LM324ab001011LM324ab00101112LM324LM324133、输出控制实现译码功能将不同等级的浓度对应到不同输出模拟开关（CD4052BCM）双4选1模拟开关3、输出控制实现译码功能14模拟开关（CD4052BCM）?模拟开关（CD4052BCM）?15模拟开关（CD4052BCM）模拟开关（CD4052BCM）164、输出显示电路蜂鸣器风扇语音

4、输出显示电路17显示电路显示电路18编码器（74HC147）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（1~9）、4输出管脚（19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，其余管脚高电平编码器（74HC147）9个输入管脚全为高电平时输出BCD码207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）将BCD码译码提供给7段数码217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7段数码管译码器（74LS47）74LS47输入的B22反向器（74LS04）将74HC147输出的4位BCD码反向反向器（74LS04）将74HC147输出的4位BCD码反向23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）数码管（共阳极）由8段二极管组成（阳极连接在一起）24显示电路显示电路25蜂鸣器

蜂鸣器26风扇

风扇27ISD1700语音芯片系列ISD1700语音芯片系列28语音电路语音电路29语音电路采样率(kHz)1286.44录音时长(sec)406075120Rosc(kΩ)6080100160***

电容可选用4.7μF

或10μF（录放音操作见使用说明）语音电路采样率(kHz)1286.44录音时长(sec)4030整体电路整体电路31提供元器件LM324X1QM-N5X1CD4052BCMX1PNP三极管X274HC147X174LS47X174LS04X1蜂鸣器X1风扇X1共阳数码管X1继电器X1二极管X1ISD1720X1按键开关X7MICX1扬声器X1发光二极管X1电容4.7μFX60.1μFX6电阻（自己统计）提供元器件LM324X1继电器X132注意分模块调试（一个模块调试成功后进行下一个模块的焊接）不要损坏器件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，调试时借用可以后焊接浓度采集模块完成作品及时验收，验收后交还（芯片、继电器、MIC、蜂鸣器、扬声器），并拆掉电路板中其他器件（焊掉而不要剪掉）完成试验后按照实验讲义要求认真完成实验报告，一周内将实验报告投放到相应柜子中。每次实验时，先刷卡。注意分模块调试33注意本实验上课为15周、17周。上完课之后开始预约，以回去之后的公告为准。请同学们安排好上课时间进行预约。15周17周注意本实验上课为15周、17周。上完课之后开始预约，以回去之34烟雾报警器的设计实现设计选题三十四烟雾报警器的设计实现设计选题三十四35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并自动开启排风机，改善室内空气质量或发出警报。设计背景现在很多公共场合因为人们吸烟而导36设计任务能够检测制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任务能够检测制定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度分为三级加以显37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，控制其放音设计提示利用QM-N5将烟雾浓度转化为电压信号38模拟、数字电路实现思路系统框图模拟、数字电路实现思路系统框图391、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1、烟雾浓度采集QM-N5型气敏元件是半导体气敏元件40QM-N5技术指标加热电压(VH)AC或DC5±0.5V回路电压(VC)最大DC24V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50-10000ppmQM-N5技术指标41QM-N5QM-N542QM-N5QM-N5432、烟雾浓度分级/编码比较器（运放）2、烟雾浓度分级/编码比较器（运放）44LM324LM32445LM324ab001011LM324ab00101146LM324LM324473、输出控制实现译码功能将不同等级的浓度对应到不同输出模拟开关（CD4052BCM）双4选1模拟开关3、输出控制实现译码功能48模拟开关（CD4052BCM）?模拟开关（CD4052BCM）?49模拟开关（CD4052BCM）模拟开关（CD4052BCM）504、输出显示电路蜂鸣器风扇语音

4、输出显示电路51显示电路显示电路52编码器（74HC147）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（1~9）、4输出管脚（53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，其余管脚高电平编码器（74HC147）9个输入管脚全为高电平时输出BCD码547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）将BCD码译码提供给7段数码557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7段数码管译码器（74LS47）74LS47输入的B56反向器（74LS04）将74HC147输出的4位BCD码反向反向器（74LS04）将74HC147输出的4位BCD码反向57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）数码管（共阳极）由8段二极管组成（阳极连接在一起）58显示电路显示电路59蜂鸣器

蜂鸣器60风扇

风扇61ISD1700语音芯片系列ISD1700语音芯片系列62语音电路语音电路63语音电路采样率(kHz)1286.44录音时长(sec)406075120Rosc(kΩ)6080100160***

电容可选用4.7μF

或10μF（录放音操作见使用说明）语音电路采样率(kHz)1286.44录音时长(sec)4064整体电路整体电路65提供元器件LM324X1QM-N5X1CD4052BCMX1PNP三极管X274HC147X174LS47X174LS04X1蜂鸣器X1风扇X1共阳数码管X1继电器X1二极管X1ISD1720X1按键开关X7MICX1扬声器X1发光二极管X1电容4.7μFX60.1μFX6电阻（自己统计）提供元器件LM324X1继电器X166注意分模块调试（一个模块调试成功后进行下一个模块的焊接）不要损坏器件注意插拔注意