【正文】 與經(jīng)營融合。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展起源于 20 世紀(jì) 70 年代 ,最早的調(diào)度是采用專用的系統(tǒng)完成 ,效率相對低下 。 該設(shè)計課題使我們能夠掌握電網(wǎng)電壓報警器的基本報警原理和設(shè)計方法，對報警器這 個行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識。但同時應(yīng)該清楚的認(rèn)識到我國的報警器技術(shù)雖然發(fā)展迅速但和世界先進水平還有一定的差距。 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 以設(shè)計方案為指導(dǎo)思想選擇合適的器件來實現(xiàn)這一思想，選擇器件時要從功能和電氣特性兩方面來選擇和論證。在硬件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)電源有不穩(wěn)定、電路驅(qū)動不足等問題。 設(shè)計完成 的工作 整機通過變壓器獲得電網(wǎng)電壓，實現(xiàn)從強電到弱電的一個轉(zhuǎn)換過程，然后通過穩(wěn)壓器，獲得穩(wěn)定的電壓，該電壓作為基準(zhǔn)電壓，從變壓器出來的二次電壓作為和變壓器出來的穩(wěn)定電壓進行比較，然后根據(jù)比較情況，使 555 芯片構(gòu)成不通頻率，使得蜂敏器發(fā)出不通聲響。在這次沒能選擇此方案的原因是：單純做電網(wǎng)電壓報警器，若用微處理器，價格相對昂貴。 方案二 ：降壓電路用變壓器直接變壓，采用 22018 變壓器輸出 18V 交流電。半波整流，就是在交流電的半個周期有電流輸出，另半個周期沒有電流。一般后面還需要加一個濾波電容，去除整流后的雜波即可，極性不能反了。 方案二： 電感濾波電路 電感濾波主要利用電感中的電流不能突變的特點，使輸出電流波形比較平滑，從而使輸出電壓的波形也比較平滑，故電感應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。頻率愈高， L 愈大， RL 愈小（即負(fù)載電流 I0 愈大），則濾波效果愈好。各種濾波電路的性能比較列于表中。本著使電路簡單化、高效化、穩(wěn)定化的思想，本設(shè)計采用了集成穩(wěn)壓器型穩(wěn)壓電路進行穩(wěn)壓，為集成運放提供工作電壓以及為比較器提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓，保證了電網(wǎng)電壓報警的準(zhǔn)確性 。 類型 電容濾波 電感濾波 RCπ形濾波 LCπ性濾波 LCr 形濾波 接法 +C1RL RLL R+C1 +C2RL +C1 +C2RLL +C1RLL U0 ≈ ≈ ≈ 由于兩種聲音均需兩塊 555 構(gòu)成，故選用一片內(nèi)含兩塊 555 電路的 NE556 芯片。 .Multisim、 Ultiboard、 Ultiroute及 Commsim 4個部分有增強專業(yè)版（ Power Professional）、專業(yè)版（ Professional）、個人版（ Personal）、教育版（ Education）、學(xué)生版（ Student）和演示版（ Demo）等多個版本，各版本的功能和價格有著明顯的差異。 NI .Multisim 10 的虛擬測試儀器儀表種類齊全，有一般實驗用的通用儀器，如萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源；而且還有一般實驗室少有或沒有的儀器，如波特圖儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換 器、失真儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。在進行仿真的同時，軟件還可以存儲測試點的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲測試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)等。 在實際的電子產(chǎn)品原理圖研發(fā)過程中，對于原理圖的正確性可以使用專業(yè)的仿真軟件來實施，其中 Multism 是一款非常優(yōu)秀的仿真軟件。更為方便的是 Multism10 還允許用戶對元器件的屬性進行自定義，也可以講子電路作為一個元件使用。這使得 Multism10 甚至有優(yōu)于實際電子平臺的地方。它是目前最好的仿真單片機及外 圍器件的工具。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種 編譯器 。我們常見的有單相半波、全波和橋式整流電路。所以我們需采用濾波電路，其作用是濾去整流輸出中的交流分量，即減少紋波，以便得到較平滑的直流輸出。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源公用外四組運放相互獨立。上下限的基準(zhǔn)電壓 可由下列公式計算得到： U 上＝電網(wǎng)電壓上限 分壓比； U 下＝電網(wǎng)電壓下限 分壓比。184。184。184。 555 的各個引腳功能如下： 1 腳： GND，一般情況下接地。 2 腳： TR 低觸發(fā)端。 5 腳： CO(或 VC)為控制電壓端。電阻分壓器由三個 5kΩ的等值電阻串聯(lián)而成?；?RS 觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器 C C2的輸出端控制。定時器的功能主要由兩個比較器決定。 555 定時器的工作原理圖及引腳排列圖如圖 1 所示，其功能見表所示。當(dāng)輸入信號自 6 腳輸入大于 2/3UDD 時，觸發(fā)器復(fù)位， 3腳輸出為低電平，放電管 T 導(dǎo)通 。如果不在 5 腳外加電壓通常接 電容到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，確保參考電平的穩(wěn)定。184。184。C2 =10nf。 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 第 4 章 電網(wǎng)電壓異常報警器 PCB 設(shè)計 Protel99se 軟件介紹 隨著計算機的發(fā)展，某些特殊類型電路的設(shè)計可以通過計算機來完成，但目前能實現(xiàn)完全自動化設(shè)計的電路類型不多， 大部分情況下要以“人”為主體，借助計算機完成設(shè)計任務(wù)，這種設(shè)計模式稱作計算機輔助設(shè)計（ Computer Aided Design，簡稱 CAD）?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品在性能提高、復(fù)雜度增大的同時，價格卻一直呈現(xiàn)下降趨勢，而且產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐也越來越快，實現(xiàn)這種進步的主要因素是生產(chǎn)制造技術(shù)和電子設(shè)計技術(shù)的發(fā)展。 Protel 軟件包是 90 年代初由澳大利亞 Protel Technology 公司研制開發(fā)的，應(yīng)用于Windows9X/20xx/NT 操作系統(tǒng)下的 EDA 設(shè)計軟件，采用設(shè)計庫管理模式，可以進行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及 3D 模擬功能，是一個 32位的設(shè)計軟件，可以完成原理圖、印制板設(shè)計、可 編程邏輯器件設(shè)計和電路仿真等，可以設(shè)計 32 個信號層， 16個電源 地層和 16 個機加工層，公司網(wǎng)址為 ，用戶如果需要進行軟件升級或獲取更詳細(xì)的資料，可以到上述網(wǎng)站查詢。 ⑴ Advanced Route 99SE（自動布線系統(tǒng)）該模塊是一個集成的無網(wǎng)格自動布線系統(tǒng)，布線效率高。 本書主要介紹 Protel99SE 軟件中的 Advanced Schematic 99SE 和 Advanced PCB 99SE 兩個模塊。元件庫可以用 Protel自帶的庫，但一般情況下很難找到合適的，最好是自己根據(jù)所選器件 的標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料自己做元件庫。 (2)根據(jù)準(zhǔn)備好原理圖 SCH 的元件庫，完成原理圖的設(shè)計，明確電路的基本原理和各部分的布線要求，然后要經(jīng)過相關(guān)人員的技術(shù)評審，以確保整個原理圖方案的正確合理性和可行性 。 (2)按照 “先大后小，先難后易 ”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件等應(yīng)優(yōu)先布局。完成同一功能的電路，應(yīng)盡量靠近放置，并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡潔。 (6)同類型插裝元器件在 X 或 Y 方向上應(yīng)朝一個方向放置，同一種類型的有極性分立元件也要力爭在 X 或 Y 方向上保持一致，便于生產(chǎn)和檢驗 。這將直接影響著 PCB 板的性能好壞。這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。這樣給測試和維修帶來極大的不便。在條件允許的范圍內(nèi)，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬。的折線布線，不可使用 90176。但對雙層板，去耦電容的布局及 電源布線方式等直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般應(yīng)該使電流先經(jīng)過濾波電容xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 再供器件使用，同時還要充分考慮到期間產(chǎn)生的電源噪聲對下游的器件的影響，一般來誰，采用總線結(jié)構(gòu)設(shè)計的電源模式 。 (6)預(yù)先對要求比較嚴(yán)格的線 (如高頻線 )進行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。 (8)任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小，這樣對外的輻射 越少，接收外界的干擾也越小。感覺沒什么地方需要修改之后，就可以鋪銅了 (Placepolygon Plane)。 設(shè)計評審 PCB 板圖設(shè)計完成后，根據(jù)相應(yīng)的質(zhì)量評審要求，對設(shè)計進行設(shè)計評審。 (4)檢查器件的序號是否有序排列，絲印標(biāo)示等是否覆蓋焊盤、過孔等。 測量 7805 輸出是否為穩(wěn)定的 5V 輸出。 比較電路連接與調(diào)試 使用電壓表工具測量兩個基準(zhǔn)電壓點的電壓，調(diào)節(jié)可變電阻，使上下限電壓分別為 和 。運行一段時間后（看工作區(qū)下面的運行時間， 1 秒左右即可），停止運行，調(diào)整兩組 555 的振蕩頻率，重復(fù)上面的工作，直到聽到的聲音與要求大致相符。 試驗相關(guān)數(shù)據(jù) 項目 理論值 測量值 7812 12V 7805 5V 整流橋輸出 不帶負(fù)載的變壓器輸出 16V 負(fù)載的變壓器輸出 16V xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 結(jié) 論 20xx 年 3 月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。 3 月初，在與導(dǎo)師 的交流討論中我的題目定了下來，是：電網(wǎng)電壓報警器制作。我在學(xué)校圖書館，工大圖書館搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成型。在設(shè)計電路初期，由于沒有設(shè)計經(jīng)驗，覺得無從下手，空有很多設(shè)計思想，卻不知道應(yīng)該選哪個，經(jīng)過導(dǎo)師的指導(dǎo)，我的設(shè)計漸漸有了頭緒，通過查閱資料，逐漸 確立系統(tǒng)方案。 我不會忘記這難忘的幾個月的時間。我從資料的收集中，掌握了很多運算放大器、 555 電路 的知識，讓我對我所學(xué)過的知識有所鞏固和提高，并且讓我對當(dāng)今 555芯片、 運算放大器 最新發(fā)展技術(shù)有所了解。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受 啟迪。 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 參考文獻 [1] 清華大學(xué) 童詩白、華成英主編《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第四版 P420436， P514522， P540552。 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，但該設(shè)計存在一定的局限性，使用該設(shè)計容易受到外界干擾，雖然電網(wǎng)電壓在正常范圍內(nèi)，報警器可能報警造成誤動作，由于沒有人機界面，如果有人機界面的話，更加人性化，現(xiàn)在市場上工控用得最多的是使用 arm9，由于 arm9 能驅(qū)動顯示屏，這樣更加人性化。 在此更要感謝我的導(dǎo)師，是你的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。在我徜徉書海查找資料的日子里，面對無數(shù)書本的羅列，最難忘的是每次找到資料 時的激動和興奮；親手設(shè)計電路圖的時間里，記憶最深的是每一步小小思路實現(xiàn)時那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的只有喜悅毫無疲憊。這次畢業(yè)論文的制作過程是我們的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。 5 月開始進行相關(guān)圖形的繪制工作和電路的設(shè)計工作。 4 月初，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手論文的寫作。我將這一困難告訴了導(dǎo)師，在導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)下，終于使我對自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。 整機調(diào)試 將以上各部分連接起來，確保無誤后調(diào)整輸入端電壓使其高于上限或處于上下限電壓之間或低于下限，電路發(fā)出相應(yīng)的報警聲或不報警。經(jīng)過實際測量得到以下參數(shù)： U 下限 =； U 上限 = 調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)采樣電壓為 時下限臨界報警；當(dāng)采樣電壓為 時上限臨界報警。測量采樣點電壓并與理論值比較，應(yīng)與理論值相符。 PCB 圖 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 電網(wǎng)電壓報警 PCB 底層鋪銅 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 電網(wǎng)電壓報警 PCB 頂層鋪銅 xx 大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 第 5 章 電網(wǎng)電壓異常報警器仿真調(diào)試 電源電路連接與調(diào)試 由于本設(shè)計使用了集成穩(wěn)壓芯片，其穩(wěn)壓性能比較理想，所以調(diào)試較為簡單。 (2)檢查高頻、高速、時鐘等易受干擾的信號線，是否回路面積最小、是否遠(yuǎn)離干擾源，是否有多余的過孔和繞線、是否跨地層分割區(qū)。對于絲印，要注意不能被器件擋住或被過孔 和焊盤去掉。 最后要進行布線優(yōu)化和絲印，俗話說 “沒有最好的，只有更好的 ”，不管你怎么挖空心思的去設(shè)計，等你畫完之后，再去看一看，還是會覺得很多地方可以修改的。 (7)設(shè)計布線時應(yīng)讓布線長度盡量短，以減少由于走線過長帶來的干擾為問題，特別是一些重要信號線，如時鐘線，務(wù)必將其振蕩器放在離器件很近的地方。 (5)振蕩器外殼接地，時鐘線要盡量短，且不能引得到處都是。 (3)器件去耦規(guī)則：在 PCB 板上增加必要的去耦電容，濾波電源上的干