1、烟雾报警器的设计实现设计选题三十四设计背景 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。设计任务o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。o当浓度超过第二等级时系统自动开启风扇排风o当浓度超过最高等级时系统发出声音警报o当浓度超过最高等级时系统发出语音提示警报设计提示o利用QM-N5将烟雾浓度转化为电压信号 o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。o使用数码管将
2、烟雾浓度等级进行显示。o烟雾浓度大于或等于二级时，控制风扇排风。o三级烟雾浓度时，控制蜂鸣器报警。o语音录放芯片录音，并在三级烟雾浓度时，控制其放音模拟、数字电路实现思路o系统框图1、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，其触还原性气体时，其电导率电导率随气体浓度的增加而迅随气体浓度的增加而迅速升高。速升高。特点：特点：o用于可燃性气体（用于可燃性气体（CH4、C4H10、H2等）和烟等）和烟雾的检测雾的检测o灵敏度高灵敏度高o响应速度快响应速度快o输出信号大输出信号大o寿命长，工作稳定可靠寿命长，工作稳定可靠QM-N5
3、技术指标技术指标o加热电压加热电压(VH)AC或或DC 50.5Vo回路电压回路电压(VC)最大最大DC 24Vo负载电阻负载电阻(RL)2Ko清洁空气中电阻清洁空气中电阻(Ra)4000Ko灵敏度灵敏度(S=Ra/Rdg)4(在在1000ppmC4H10中中)o响应时间响应时间(tres)10So恢复时间恢复时间(trec)30So检测范围检测范围 50-10000ppmQM-N5QM-N52、烟雾浓度分级/编码o比较器（运放）LM324LM324ab001011LM3243、输出控制o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模拟开关模拟开关（CD4
4、052BCM）?模拟开关（CD4052BCM）4、输出o显示电路o蜂鸣器o风扇o语音 显示电路编码器（74HC147）o9个输入管脚（19）、4输出管脚（A、B、C、D）o将0-9十个数字变成BCD码（极性相反）编码器（74HC147）o9个输入管脚全为高电平时输出BCD码0o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7段数码管译码器（74LS47）o将BCD码译码提供给7段数码管显示oA0A3对应4位BCD码oag对应共阳极数码管7段数码管译码器（74LS47）74LS47输入的BCD码与74HC147输出的BCD码反向需要反向器反向器（74LS04）o将74H
5、C147输出的4位BCD码反向数码管（共阳极）o由8段二极管组成（阳极连接在一起）oag对应74LS74输出（低电平时发光）o管脚测量（万用表）显示电路蜂鸣器 风扇 ISD1700语音芯片系列语音电路语音电路采样率(kHz)1286.44录音时长(sec)406075120Rosc(k)6080100160*电容可选用4.7 F 或10 F（录放音操作见使用说明）整体电路提供元器件oLM324 X 1oQM-N5 X 1oCD4052BCM X 1oPNP三极管 X 2o74HC147 X 1o74LS47 X 1o74LS04 X 1o蜂鸣器X 1o风扇X 1o共阳数码管X 1o继电器 X
6、1o二极管 X 1oISD1720 X 1o按键开关 X 7oMIC X 1o扬声器 X 1o发光二极管 X 1o电容 4.7F X 6 0.1F X 6o电阻（自己统计）注意o分模块调试（一个模块调试成功后进行下一个模块的焊接）o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oQM-N5和ISD1760数量有限，调试时借用o可以后焊接浓度采集模块o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）o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。o每次实验时，先刷卡。注意o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。o15周o17周
