一、方案设计
方案原理框图如图1所示。主要包括差分放大电路，单限电压比较器，声光报警电路几部分。根据信号的流通，所设计的电路可分为三部分，差分放大电路引入了负反馈，构成了运算电路，单限比较器没有引入负反馈，工作再开环状态，组成了电压比较器，声光报警电路及其驱动程序组成了分立元件。
图1 火灾报警电路原理框图
二、电路设计
1.差分放大电路设计
差分放大电路设计如图2所示。
图2 差分放大电路
工作原理：
由图2所示为火灾报警电路的第一部分——差分放大电路。U1为比例运算放大器，由R2引入负反馈，构成差分比例运算电路。VCC3和VCC4为比较电压值为±12V。
2．单限电压比较器电路的设计
单限电压比较器电路的设计如图3所示。
图3 单限电压比较器电路
工作原理：
由图3所示为火灾报警电路的第二部分——单限电压比较器电路。由于没有引入反馈，并且工作在开环状态，故构成单限电压比较器。由图中R5、R6可以得出阈值电压，也就是说当从差分放大电路出来的电压大于阈值电压的时候才会由电流从单限电压比较器中流过。输出的直流电压作用于输入端1，如果输出的电压大于单限电压比较器的阈值电压，则就可以通过单限电压比较器，然后作用在发光二极管LED灯和蜂鸣器上。但如果差分放大器输出的电压小于阈值电压，则电流不会通过单限电压比较器，此时二极管工作在低电平状态，就不会有任何警报。 3．声光报警电路设计
声光报警电路设计如图4所示。
图4 声光报警电路
工作原理
由图4所示为火灾报警电路的第三部分——声光报警电路。当输入电压达到发光二极管LED灯和三极管正常工作电压时，二极管LED灯发光，蜂鸣器发声。
三、电路测试
测试过程：调节VCC2的值使其值不断变化，观察二极管LED灯的现象及 蜂鸣器是否鸣叫。
1、VCC1=VCC2=1V时的电路测试结果如图5所示，此时蜂鸣器不响，二极管不亮。
图5 VCC1=VCC2=1V时的电路测试结果
2.VCC1大于1V,如VCC1=1.2V，VCC2=1V时的电路测试结果如图6所示，二极管不亮，蜂鸣器不响。
图6 VCC1=1.2V，VCC2=1V时的电路测试结果
3.VCC1=1V，VCC2大于1V时，如1.2V时的电路测试结果如图7所示，二极管亮，蜂鸣器响。
图7 VCC1=1V， VCC2=1.2V时的电路测试结果
４．VCC1=1V，VCC2＝1.003V时的电路测试结果如图8所示，二极管亮，蜂鸣器响。
图8 VCC1=1V，VCC2＝1.003V时的电路测试结果
四、结论、性价比
通过测试，我设计的电路满足了设计任务及指标要求，测试的结果与理论值基本相同，
而且所用的器材占用面积很小，电路灵敏度高，一旦发生火灾，蜂鸣器会在第一时间响起。在性价比方面，这次设计的火灾报警电路从总体上来说工作比较稳定, 基本符合设计的基本要求和技术指标, 从选取的电路元件来看,元件个数比较少,均为常见的电路元件, 价格一般都很便宜, 电路比较实用, 并且易于调试, 是可以用到实际中去的.
参考文献
[1] 童诗白，华成英主编. 模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年 [2] 戴伏生主编. 基础电子电路设计与实践. [M]北京：国防工业出版社，2002年 [3] 谭博学主编. 集成电路原理与应用. [M]北京：电子工业出版社，2003年
[4] 高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. [M]北京：电子工业出版社， 2005年
[5] 赵淑范，王宪伟编著.电子技术实验与课程设计. [M]北京：清华大学出版，2006年
[6] 高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. [M]北京：电子工业出版社，2005年 P58~P59
[7] 赵淑范，王宪伟编著. 电子技术实验与课程设计. [M]北京：清华大学出版社，2006年 P159~P162
[8] 黄继昌、张海贵、郭继忠、徐巧鱼、申冰冰编著. 实用单元电路及其应用. [M]北京：人民邮电出版社，2000年 P77
附录I 总电路图
火灾报警电路如图9所示
图9 火灾报警电路
附录II 元器件清单
一、方案设计
方案原理框图如图1所示。主要包括差分放大电路，单限电压比较器，声光报警电路几部分。根据信号的流通，所设计的电路可分为三部分，差分放大电路引入了负反馈，构成了运算电路，单限比较器没有引入负反馈，工作再开环状态，组成了电压比较器，声光报警电路及其驱动程序组成了分立元件。
图1 火灾报警电路原理框图
二、电路设计
1.差分放大电路设计
差分放大电路设计如图2所示。
图2 差分放大电路
工作原理：
由图2所示为火灾报警电路的第一部分——差分放大电路。U1为比例运算放大器，由R2引入负反馈，构成差分比例运算电路。VCC3和VCC4为比较电压值为±12V。
2．单限电压比较器电路的设计
单限电压比较器电路的设计如图3所示。
图3 单限电压比较器电路
工作原理：
由图3所示为火灾报警电路的第二部分——单限电压比较器电路。由于没有引入反馈，并且工作在开环状态，故构成单限电压比较器。由图中R5、R6可以得出阈值电压，也就是说当从差分放大电路出来的电压大于阈值电压的时候才会由电流从单限电压比较器中流过。输出的直流电压作用于输入端1，如果输出的电压大于单限电压比较器的阈值电压，则就可以通过单限电压比较器，然后作用在发光二极管LED灯和蜂鸣器上。但如果差分放大器输出的电压小于阈值电压，则电流不会通过单限电压比较器，此时二极管工作在低电平状态，就不会有任何警报。 3．声光报警电路设计
声光报警电路设计如图4所示。
图4 声光报警电路
工作原理
由图4所示为火灾报警电路的第三部分——声光报警电路。当输入电压达到发光二极管LED灯和三极管正常工作电压时，二极管LED灯发光，蜂鸣器发声。
三、电路测试
测试过程：调节VCC2的值使其值不断变化，观察二极管LED灯的现象及 蜂鸣器是否鸣叫。
1、VCC1=VCC2=1V时的电路测试结果如图5所示，此时蜂鸣器不响，二极管不亮。
图5 VCC1=VCC2=1V时的电路测试结果
2.VCC1大于1V,如VCC1=1.2V，VCC2=1V时的电路测试结果如图6所示，二极管不亮，蜂鸣器不响。
图6 VCC1=1.2V，VCC2=1V时的电路测试结果
3.VCC1=1V，VCC2大于1V时，如1.2V时的电路测试结果如图7所示，二极管亮，蜂鸣器响。
图7 VCC1=1V， VCC2=1.2V时的电路测试结果
４．VCC1=1V，VCC2＝1.003V时的电路测试结果如图8所示，二极管亮，蜂鸣器响。
图8 VCC1=1V，VCC2＝1.003V时的电路测试结果
四、结论、性价比
通过测试，我设计的电路满足了设计任务及指标要求，测试的结果与理论值基本相同，
而且所用的器材占用面积很小，电路灵敏度高，一旦发生火灾，蜂鸣器会在第一时间响起。在性价比方面，这次设计的火灾报警电路从总体上来说工作比较稳定, 基本符合设计的基本要求和技术指标, 从选取的电路元件来看,元件个数比较少,均为常见的电路元件, 价格一般都很便宜, 电路比较实用, 并且易于调试, 是可以用到实际中去的.
参考文献
[1] 童诗白，华成英主编. 模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年 [2] 戴伏生主编. 基础电子电路设计与实践. [M]北京：国防工业出版社，2002年 [3] 谭博学主编. 集成电路原理与应用. [M]北京：电子工业出版社，2003年
[4] 高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. [M]北京：电子工业出版社， 2005年
[5] 赵淑范，王宪伟编著.电子技术实验与课程设计. [M]北京：清华大学出版，2006年
[6] 高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. [M]北京：电子工业出版社，2005年 P58~P59
[7] 赵淑范，王宪伟编著. 电子技术实验与课程设计. [M]北京：清华大学出版社，2006年 P159~P162
[8] 黄继昌、张海贵、郭继忠、徐巧鱼、申冰冰编著. 实用单元电路及其应用. [M]北京：人民邮电出版社，2000年 P77
附录I 总电路图
火灾报警电路如图9所示
图9 火灾报警电路
附录II 元器件清单