冰箱關(guān)門(mén)報(bào)警電路概要.doc

湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 HUNAN ENGINEERING POLYTECHNIC畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目：冰箱關(guān)門(mén)自動(dòng)報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 系部： 信息工程系 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 生 姓 名： 曹剛 班 級(jí)：31081-1 學(xué)號(hào)200803111002 指導(dǎo)教師姓名： 雷斌 職稱(chēng) 副教授 最終評(píng)定成績(jī) 信息工程系 二九年十月制目 錄第一部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告第二部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（或畢業(yè)論文）20 10 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料第一部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 （_2011_屆）系部： 信息工程系 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 生 姓 名： 曹剛 班 級(jí)：31081-1 學(xué)號(hào)200803111002 指導(dǎo)教師姓名：雷斌 職稱(chēng) 副教授 2011年 5 月 15 日題目：冰箱關(guān)門(mén)自動(dòng)報(bào)警電路一 文獻(xiàn)綜述：參考文獻(xiàn)：二選題依據(jù)、主要研究?jī)?nèi)容、研究思路及方案。1.選題依據(jù)： 2. 研究?jī)?nèi)容：3. 研究思路：4. 方案：3 工作進(jìn)度及具體安排。序號(hào)任務(wù)安排完成時(shí)間4.指導(dǎo)教師意見(jiàn)。指導(dǎo)教師： 年 月 日教研室意見(jiàn)教研室主任： 年 月 日說(shuō)明：開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫(xiě)，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師審查后簽署意見(jiàn)生效。 20 11 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料第二部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（或畢業(yè)論文） 湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）冰箱關(guān)門(mén)自動(dòng)報(bào)警電路系 （部）：信息工程系專(zhuān) 業(yè)：電子信息工程學(xué) 號(hào)： 200803111002 學(xué)生姓名： 曹剛 指導(dǎo)教師： 雷斌 副教授 2011 年5月摘 要電冰箱關(guān)門(mén)自動(dòng)報(bào)警器，屬于一種信號(hào)報(bào)警裝置，特別是涉及一種家用電器報(bào)警裝置。本實(shí)用新型由整流電路、延時(shí)電路、音頻發(fā)生電路、發(fā)聲器件組成，不用外加電池，直接由電冰箱內(nèi)的交流電供電，供電受電冰箱開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)動(dòng)作的按鈕開(kāi)關(guān)控制。結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單、成本低、報(bào)警信號(hào)能在電冰箱開(kāi)門(mén)后延時(shí)一段時(shí)間發(fā)出。關(guān)鍵詞整流電路延時(shí)電路音頻發(fā)生電路發(fā)聲器件多諧振蕩器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555定時(shí)器目錄第1章 概述 1 1.1 前言第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 整流電路 2.2 延時(shí)電路 2.21 555定時(shí)器 2.2.2 由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路2.3 音頻發(fā)生電路 2.3.1 多諧振蕩器及其組成的音頻發(fā)生電路2.4 總電路第3章 實(shí)驗(yàn)檢測(cè) 3.1 對(duì)總電路的檢測(cè)及發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及解決的方法與結(jié)果結(jié)論參考文獻(xiàn)致謝第一章 概述1.1 前言 隨著信息化及電子智能化時(shí)代的到來(lái)，電子技術(shù)發(fā)展越來(lái)越迅速，對(duì)人類(lèi)生活的影響也更加深遠(yuǎn)。而人們也要求電子產(chǎn)品更快捷、更方便、更節(jié)能。冰箱是現(xiàn)代社會(huì)人們生活中必不可少的，也是比較耗電的家電。冰箱關(guān)門(mén)自動(dòng)報(bào)警電路就是當(dāng)人們忘記關(guān)冰箱門(mén)時(shí)，而發(fā)聲提醒的簡(jiǎn)易電路。本設(shè)計(jì)電路主要由以時(shí)基電路555為核心組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器IC1、無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(IC2、IC3)等組成。 集成555定時(shí)器是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在一起的中規(guī)模集成電路,因集成電路內(nèi)部含有3個(gè)5千歐電阻而得名,在控制、定時(shí)、檢測(cè)、放聲、報(bào)警等方面有著廣泛的應(yīng)用。國(guó)外產(chǎn)品型號(hào)有NE555、LM555、XR555、CA555、RC555、LC555等,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品型號(hào)有5G1555、SL555、FX5。本電路用的是NE555.設(shè)計(jì)本電路是采用分段研究。主要分為：對(duì)整流電路的研究；對(duì)延時(shí)電路的研究；對(duì)音頻發(fā)生電路研究。在各個(gè)階段實(shí)驗(yàn)檢測(cè)成功后，再對(duì)總電路進(jìn)行分析、整合、檢測(cè)。該電路的應(yīng)用能在一定程度上節(jié)省電能，是對(duì)家庭節(jié)能環(huán)保的支持。家庭節(jié)能環(huán)保和我們的生活息息相關(guān)，而且很容易進(jìn)行，做好家庭的節(jié)能環(huán)保工作，不僅節(jié)約了資源，也為家庭節(jié)約了一定開(kāi)支，一舉兩得。所以像這種在生活中既實(shí)用又簡(jiǎn)易的電路應(yīng)該多研究推廣！第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 整流電路原理橋式整流電路的工作原理如下:e2為正半周時(shí),對(duì)D1、D3加正向電壓,Dl,D3導(dǎo)通;對(duì)D2、D4加反向電壓,D2、D4截止。電路中構(gòu)成e2、D1、Rfz 、D3通電回路,在Rfz ,上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓,e2為負(fù)半周時(shí),對(duì)D2、D4加正向電壓,D2、D4導(dǎo)通;對(duì)D1、D3加反向電壓,D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz 、D4通電回路,同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。 如此重復(fù)下去,結(jié)果在Rfz ,上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖中還不難看出,橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值,比全波整流電路小一半。 橋式整流是對(duì)二極管半波整流的一種改進(jìn)。 半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦裕谳斎霝闃?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負(fù)半部分則損失掉。 橋式整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接。輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。 橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 橋式整流是交流電轉(zhuǎn)換成直流電的第一個(gè)步驟。 橋式整流器 BRIDGE RECTIFIERS，也叫做整流橋堆。 橋式整流器是由多只整流二極管作橋式連接，外用絕緣塑料封裝而成，大功率橋式整流器在絕緣層外添加金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。橋式整流器品種多，性能優(yōu)良，整流效率高，穩(wěn)定性好，最大整流電流從0.5A到50A，最高反向峰值電壓從50V到1000V。2.1圖2.2 延時(shí)電路2.21 555定時(shí)器簡(jiǎn)介555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱(chēng)為 555，用 CMOS 工藝制作的稱(chēng)為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 2.2.1圖和2.2.2圖所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 2.21圖555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 它的各個(gè)引腳功能如下： 1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。 8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。 3腳：輸出端Vo 2腳：低觸發(fā)端 6腳：TH高觸發(fā)端 4腳：是直接清零端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。 5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。 7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。 在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555時(shí)基電路的功能表如表61示。 表61 555定時(shí)器的功能表 清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端Q放電管T功能00導(dǎo)通直接清零10導(dǎo)通置011截止置11Q不變保持應(yīng)用555的應(yīng)用： 2.2.2圖 555定時(shí)器（1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等； （2）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號(hào)產(chǎn)生電路； 如右圖， 振蕩周期： T=0.7（R1+2R2）C 1 （3）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時(shí)延時(shí)整形及一些定時(shí)開(kāi)關(guān)中。 555應(yīng)用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來(lái)可以組成各種實(shí)用的電子電路，如定時(shí)器、分頻器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、元件參數(shù)和電路檢測(cè)電路、玩具游戲機(jī)電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動(dòng)控制電路等。 2.2.2 由555定時(shí)器構(gòu)成的延時(shí)電路本延時(shí)電路主要是用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。在未加觸發(fā)信號(hào)之前，觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)觸發(fā)后，觸發(fā)器由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)狀態(tài)，暫穩(wěn)狀態(tài)保持一段時(shí)間后，又會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)回原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于延時(shí)和脈沖整形電路。 接通電源后，未加負(fù)脈沖， ，而C充電， 上升，當(dāng) 時(shí)，電路 輸出為低電平，放電管T導(dǎo)通，C快速放電， 使 = 0。這樣，在加負(fù)脈沖前， 為低電平， = 0，這是電路的穩(wěn)態(tài)。在t = t0時(shí)刻 負(fù)跳變（ 端電平小于 ），而 = 0（TH端電平小于 ），所以輸出 翻為高電平，T截止，C充電。 按指數(shù)規(guī)律上升。t = t1時(shí)， 負(fù)脈沖消失。t = t2時(shí) 上升到 （此時(shí)TH端電平大于 ， 端電平大于 ）， 又自動(dòng)翻為低電平。在 這段時(shí)間電路處于暫穩(wěn)態(tài)。t t2，T導(dǎo)通，C快速放電，電路又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。由分析可得： 輸出正脈沖寬度 tW = 1.1RC 注意：圖63（a）電路只能用窄負(fù)脈沖觸發(fā)，即觸發(fā)脈沖寬度ti必須小于tW23音頻發(fā)生電路2.3.1 多諧振蕩器及其組成的音頻發(fā)生電路多諧振蕩器又稱(chēng)為無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒(méi)有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。 接通電源后，假定是高電平，則T截止，電容C充電。充電回路是VCCR1R2 C地，按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)上升到時(shí)（TH、端電平大于），輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。是低電平，T導(dǎo)通，C放電，放電回路為CR2T地，按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到時(shí)（TH、端電平小于），輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管T截止，電容再次充電，如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得 輸出高電平時(shí)間 輸出低電平時(shí)間 振蕩周期 輸出方波的占空比 為 555定時(shí)器用于實(shí)際中的實(shí)例有：能發(fā)出“叮、咚”聲門(mén)鈴的電路和旋光彩燈控制電路而此報(bào)警電路就是采用555定時(shí)器構(gòu)成的無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器所輸出的波形作為音頻信號(hào)。無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是一種簡(jiǎn)單的振蕩電路。它不需要外加激勵(lì)信號(hào)就便能連續(xù)地、周期性地自行產(chǎn)生矩形脈沖.該脈沖是由基波和多次諧波構(gòu)成，因此稱(chēng)為多諧振蕩器電路。2.4 總電路第三章 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)3.1 對(duì)總電路的檢測(cè)及發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及解決的方法與結(jié)果對(duì)總電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，當(dāng)冰箱開(kāi)門(mén)時(shí)，電路一直工作，關(guān)門(mén)時(shí)，此電路不工作，實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)要求。一、 電路工作時(shí)，也就是冰箱開(kāi)門(mén)時(shí)電路一直報(bào)警。問(wèn)題分析：1、延時(shí)電路異?？赡茉颍篋這個(gè)二極管被擊穿，使IC1腳和腳的電位大于1/3Vcc，IC1腳變?yōu)榈碗娖?，從而使IC2、IC3一直正常工作，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。 2、延時(shí)時(shí)間過(guò)短可能原因：R8電阻過(guò)小，使C1充電時(shí)間太短。解決方法：對(duì)D二極管進(jìn)行檢測(cè)。 1、用萬(wàn)用表對(duì)其進(jìn)行單向?qū)щ娦詸z測(cè)，看是否單向?qū)?，如是，則證明二極管正常。如否，則二極管被擊穿，更換二極管看電路是否正常工作。如不正常工作，則還有其他原因。 2、調(diào)節(jié)R8看電路是否延時(shí)報(bào)警，如延時(shí)，則調(diào)到延時(shí)10秒報(bào)警。二、 電路工作時(shí)，即冰箱開(kāi)門(mén)一段時(shí)間后，未報(bào)警問(wèn)題分析：1、延時(shí)電路異