電工電子課程設(shè)計模板doc教材

1、題目非法入侵報警電路設(shè)計班級： 14 機設(shè)5班學(xué)號：姓名：XXX指導(dǎo)：金光浪老師時間： 2016 年12月X日景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)電工電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書（此頁不用打印上交）姓名：X X X_ 班級：14機設(shè)5班指導(dǎo)老師:_金光浪老師設(shè)計課題： 非法入侵報警電路設(shè)計設(shè) 計 任 務(wù) 與 要 求設(shè)計一個非法入侵報警電路，根據(jù)電路的功能，完成以下任務(wù)：1、說明電路由幾個部分組成，并用方框圖對它進行整體描述；2、對電路的每個部分分別進行單獨說明，畫出對應(yīng)的單元電路，分析電路 原理、元件參數(shù)、所起的作用、以及與其他部分電路的關(guān)系等等；3、用簡單的電路圖繪圖軟件繪出整體電路圖，在電路圖中加上自己的班級 名稱、

2、學(xué)號、姓名等信息；4、對整體電路原理進行完整功能描述；5、列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單。1、查閱相關(guān)資料，開始撰寫設(shè)計說明書；2、先給出總體方案并對工作原理進行大致的說明；3、依次對各部分分別給出單元電路，并進行相應(yīng)的原理、參數(shù)分析計算、 功能以及與其他部分電路的關(guān)系等等說明；4、列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；5、總體電路的繪制及總體電路原理相關(guān)說明；6列出設(shè)計中所涉及的所有參考文獻資料。參考 文 獻僅供參考：【1】秦曾煌；電工學(xué)簡明教程；高等教育出版社；2007.6【2】王澄非；電路與數(shù)字邏輯設(shè)計實踐；東南大學(xué)出版社；1999.10【3】李銀華；電子線路設(shè)計指導(dǎo)；北京航空航天大學(xué)出版社；2005.6【4】韓振振

3、；數(shù)字電路邏輯設(shè)計；大連理工大學(xué)出版社；2000.1【5】高吉祥；電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計；電子工業(yè)出版社；2002.2【6】康光華；電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）；北京：高等教育出版社；2006【7】朱紅永 陳勇 王博；555定時器構(gòu)成的報警電路設(shè)計；海軍蚌埠士官學(xué)?；A(chǔ)部,安徽蚌埠 233012 ； 2009年增刊【8】李??；555定時器及其應(yīng)用；沈陽師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院遼寧沈陽110000【9】黃曉春；555定時器原理及應(yīng)用；湖北省英山理工中?！?0】陳輝；555定時器在定時控制電路中的應(yīng)用研究；西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院甘肅蘭州730070目錄1總體方案與原理說明42. 穩(wěn)壓電源電

4、路53. 控制電路64. 聲報警電路75. 光報警電路86. 總體電路原理相關(guān)說明97總體電路原理圖108. 元件清單；119. 參考文獻121310.設(shè)計心得體會1總體方案與原理說明在現(xiàn)實生活中，我們經(jīng)常會在家中遇到警情，比如有人入室偷竊，因此設(shè)計 一個家用非法入侵報警系統(tǒng)，報警電路發(fā)出警笛聲和警燈的周期閃爍； 警笛音量 和警燈閃爍時間均可調(diào)；警燈用 220伏燈泡，警笛用8歐、2瓦揚聲器。聲扭警電路變整濾隱壓9流T疲虧.-交流電T控制電路圖1報警電路方框圖如圖1所示，220V的交流電經(jīng)過變壓器后，電壓達到一個符合要求的幅值， 再經(jīng)過整流電路，交流電壓變成脈動的直流電壓。由于次脈動的直流電壓還

5、含有 較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。為了使電 路輸出穩(wěn)定，在整流和濾波后加上一個穩(wěn)壓電路。 穩(wěn)壓電路的輸出，即可當(dāng)作直 流電壓源使用，為后面的控制電路和報警電路提供直流電壓。當(dāng)觸發(fā)控制電路后， 有一個脈沖輸出到聲報警電路和光報警電路， 從而使揚聲器發(fā)出聲報警信號、燈 泡閃爍。整個電路就是這樣產(chǎn)生報警的。防盜報警器的關(guān)鍵部分是報警控制電路， 由控制電路控制聲、光報警信號產(chǎn) 生?？刂齐娐房刹捎眠\算放大器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或者邏輯門等部件進行控制。 較 簡單的辦法是采用三極管控制，無偷盜情況時，是三極管處在截止?fàn)顟B(tài)，則被控 制的聲、光信號產(chǎn)生電路不工作；一旦有偷盜情況，立

6、即使三極管導(dǎo)通，被控制 的聲、光產(chǎn)生電路產(chǎn)生聲、光報警信號，呼叫人采取相應(yīng)措施。但是，一種更好 的方法是采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它不僅能夠控制信號產(chǎn)生電路的工作， 而且能夠控 制信號產(chǎn)生的時間，使報警信號能夠在發(fā)出一段時間后自動消失。采用NE555時基電路和組容元件組成音調(diào)振蕩器和控制警光的振蕩器，控制器輸出信號Vo控制其工作，通過改變接入555震蕩電路的電阻，可以改變輸出信號的頻率，從 而調(diào)節(jié)警笛音量和警燈閃爍時間。2.穩(wěn)壓電源電路穩(wěn)壓電廊電路原理圖I 1,1-DIr,V122(h-JU178LL21bIN“OUTGND3A+n 1f 1 nfUiE二 C21Cl0J3FO.liiF1BQ40圖2

7、穩(wěn)壓電源部分原理圖圖2中TF為電源變壓器，它的作用是將交流電網(wǎng)電壓 U變成整流電路要求 的交流電壓U2 -.26 sinwt。四只整流二極管接成電橋的形式， 在任意時刻都 只有其中兩只是導(dǎo)通的，其余兩只截止，故能將輸出信號變成脈動的直流電壓 由于電抗元件在電路中有儲能作用， 并聯(lián)的電容在電源供給的電壓升高時， 能把 部分能量存儲起來，而當(dāng)電源電壓降低時，就把電場能量釋放出來，使負(fù)載電壓 比較平滑，從而起到濾波作用。經(jīng)過濾波的電壓輸入到穩(wěn)壓管 7812后，輸出即 可得到穩(wěn)定的12V直流電壓。濾波電容G、C2 般選取幾百幾千微法，這里取 100uF。當(dāng)穩(wěn)壓器距離整 流濾波電路比較遠(yuǎn)時，在輸入端必須

8、接入電容器 G （數(shù)值為0.33卩F ），以抵消 線路的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。輸出端電容G（0.1卩F）用以濾除輸出端的 高頻信號，改善電路的暫態(tài)響應(yīng)。3. 控制電路如圖3所示，S1為控制開關(guān)，即為報警器設(shè)防點。555定時器構(gòu)成了一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，非法入侵報警就是利用這個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路控制報警信號。沒有觸發(fā)信號時，即開關(guān)斷開，輸入2端的電壓U2處于高電平，輸出端U3為低電平。 當(dāng)有人(竊賊)不小心碰到了開關(guān)，致使開關(guān)閉合，從而使輸入端短接接地。輸 入為低電平時，輸出U3為高電平，即產(chǎn)生了一個控制信號。輸出高電平的脈沖 寬度tw是由電阻R和電容G決定的。圖4單穩(wěn)態(tài)電路部分輸出波形通常F2

9、的取值在幾百歐到幾兆歐之間，電容取值為幾百皮發(fā)到幾百微發(fā)。實 際中要求報警信號產(chǎn)生30秒左右即可，也就是說脈沖寬度為 30秒。tw二R2 C2 In3 1.1 R2 C2=30s所以電容取30uF時，電阻值為：R2=30s(1.1 30uF)： 910門。4. 聲報警電路555集成芯片共有八個引出端：1端（地GND, 2端（觸發(fā)TRIQ, 3端（輸 出OUT, 4端（復(fù)位RESET，5端（控希9 CVOLT，6端（閾值THOL）7端（放 電DISCHG, 8端（電源VCC。其功能為：當(dāng)6, 2同時為“ 1”時，輸出3端為 “ 0”；當(dāng)6, 2同時為“0”時，輸出3端為“1”；當(dāng)6端為“0”時，

10、2端為“1”, 輸出3端不變；反之，6端為“ 1”時，2端為“ 0”，輸出3端不變。如圖5,控制信號通過555定時器的4輸入端接入聲報警電路。這里 555 定時器構(gòu)成了多諧振蕩器，當(dāng)555的4輸入端有高電平輸入時，輸出就可以得到 一個周期性的矩形波。矩形波輸入到揚聲器，從而使揚聲器發(fā)出聲報警信號。 可以通過調(diào)節(jié)R1的值改變輸出波形的頻率，即調(diào)節(jié)報警音量。取G=0.22uF, R=2.4k。多諧振蕩電路的振蕩頻率為使揚聲器正常工作，頻率f =d.43，R 2R2 C2應(yīng)控制在f0.5kHz,因此R8.2k，即電位器 R的調(diào) 節(jié)范圍為（08.2k ）。5. 光報警電路多諧振蕩部分原理同聲報警電路。

11、在圖6中q1為二極管，v1為電源，DS1為燈泡，當(dāng)有人（竊賊）不小心碰到開關(guān)時 555的3端輸出高電平后，使光電耦 合器的發(fā)光二極管發(fā)光，耦合器左邊電路導(dǎo)通，從而加了一個高電平給可控硅晶 閘管的控制端，使晶閘管導(dǎo)通，燈泡閃爍發(fā)光，發(fā)出光報警；當(dāng)沒有人碰到時， 發(fā)光二極管不發(fā)光，二極管q1處于截止?fàn)顟B(tài)，電路不導(dǎo)通，沒有電流通過，燈 泡不發(fā)光。為使人眼能夠分辨出光的閃爍，最好諧振頻率在10Hz以下。根據(jù) f =1.43，R 2R2 C2 ，R2取10k, Ci =0.22uF,可得電位器 R的值應(yīng)大于 630k。6總體電路原理相關(guān)說明在穩(wěn)壓電源電路中的四只整流二極管接成電橋的形式，在任意時刻都只有

12、其中兩只是導(dǎo)通的，其余兩只截止，故能將輸出信號變成脈動的直流電壓。由于電抗元件在電路中有儲能作用，并聯(lián)的電容在電源供給的電壓升高時， 能把部分能 量存儲起來，而當(dāng)電源電壓降低時，就把電場能量釋放出來，使負(fù)載電壓比較平 滑，從而起到濾波作用。經(jīng)過濾波的電壓輸入到穩(wěn)壓管7812后，輸出即可得到穩(wěn)定的12V直流電壓。在控制電路中的555定時器構(gòu)成了一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，利 用這個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路控制報警信號。沒有觸發(fā)信號時，即開關(guān)斷開，輸入2端的電壓U2處于高電平，輸出端U3為低電平。當(dāng)有人（竊賊）不小心碰到了開 關(guān)，致使開關(guān)閉合，從而使輸入端短接接地。輸入為低電平時，輸出U3為高電平，即產(chǎn)生了一個控制

13、信號。在聲報警電路電路中的555定時器的4輸入端有高 電平輸入時，輸出就可以得到一個周期性的矩形波。矩形波輸入到揚聲器，從而使揚聲器發(fā)出聲報警信號。在光報警電路中的555定時器的3端輸出高電平后， 使光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光，耦合器左邊電路導(dǎo)通，從而加了一個高電平給 可控硅晶閘管的控制端，使晶閘管導(dǎo)通，燈泡閃爍發(fā)光。電路用220V的交流電經(jīng)過變壓器后，電壓達到一個符合要求的幅值，再經(jīng) 過整流電路，交流電壓變成脈動的直流電壓。由于次脈動的直流電壓還含有較大 的紋波，在通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。在整流和濾波后 加上一個穩(wěn)壓電路，以輸出穩(wěn)定電流。穩(wěn)壓電路的輸出，即可當(dāng)作直流電壓

14、源使 用，為后面的控制電路和報警電路提供直流電壓， 輸出直流電壓+12V。為后面三 個555芯片提供直流電壓。在無偷盜情況時，三極管處在截止?fàn)顟B(tài)，則被控制的 聲、光信號產(chǎn)生電路不工作；當(dāng)小偷不小心碰到開關(guān)使開關(guān)閉合，由U2構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路產(chǎn)生一個高電平脈沖，U3的4端接收到高電平后，產(chǎn)生多諧振蕩并將信號輸出到揚聲器，產(chǎn)生聲音報警。U4產(chǎn)生多諧振蕩激發(fā)U5光電耦合 器導(dǎo)通，使可控硅導(dǎo)通，從而使燈泡閃爍發(fā)光，產(chǎn)生光報警。7總體電路原理圖:8.元件清單序號名稱兀件標(biāo)號型號數(shù)量1電阻R120k12電阻R2910k13電阻R610k14電阻R71k15電解電容C1、C3100uF26電容C20.3

15、3uF17電容C40.1uF18電容C530uF19電容C6 C7 C90.01uF310電容C8 C100.22uF211開關(guān)S1SW SPST112揚聲器LS1113電位器R3 R5214555定時器U3 U4215燈泡DS1220V 100W116光電二極管U5117變壓器TF1118整流橋D1-D4IBQ40119可控硅Q12N681120穩(wěn)壓管U178L1219.參考文獻【1】秦曾煌；電工學(xué)簡明教程；高等教育出版社；2007.6【2】王澄非；電路與數(shù)字邏輯設(shè)計實踐；東南大學(xué)出版社；1999.10【3】李銀華；電子線路設(shè)計指導(dǎo)；北京航空航天大學(xué)出版社；2005.6【4】韓振振；數(shù)字電路

16、邏輯設(shè)計；大連理工大學(xué)出版社；2000.1【5】高吉祥；電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計；電子工業(yè)出版社；2002.2【6】康光華；電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）；北京：高等教育出版社；2006【7】朱紅永； 陳勇 王博；555定時器構(gòu)成的報警電路設(shè)計；海軍蚌埠士官學(xué)?；A(chǔ)部,安徽蚌埠 233012 ； 2009年增刊【8】李?。?55定時器及其應(yīng)用；沈陽師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院遼寧沈陽 110000【9】黃曉春；555定時器原理及應(yīng)用；湖北省英山理工中?！?0】陳輝；555定時器在定時控制電路中的應(yīng)用研究；西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院甘肅蘭州73007010.設(shè)計心得體會一個星期很快就過去了，雖然只有

17、短短的一周，但我知道了非法入侵報警電 路是怎樣設(shè)計出來的，并知道了它的原理，現(xiàn)在我可以自豪的說給我原件我可以 自己做一個非法入侵報警電路。岡寸開始找到題目并從網(wǎng)上找到了相關(guān)要實現(xiàn)的內(nèi) 容和基本的原理，經(jīng)過一周的時間我不斷從網(wǎng)上、圖書館、課本查找相關(guān)的內(nèi)容， 不斷擴充我的知識，加強了我的薄弱的知識點，從中學(xué)到了很多知識，概而言之， 主要可以歸納為以下幾點：第一，加深了對課本知識的理解。激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。我以前上理論課時， 總是不太重視，以為這些書本上的東西離現(xiàn)實太遠(yuǎn)了。 其實，這些知識正是我們 在日常生活中經(jīng)常用到的，電子技術(shù)的知識無處不在。通過這次課程設(shè)計，我真 正認(rèn)識到了學(xué)好專業(yè)知識的重要，相信以后會在這方面我會更加重視的。第二，這次實驗設(shè)計使我對555定時器的原理及其應(yīng)用有了更深的認(rèn)識， 知 道了它的作用。第三，通過課程設(shè)計，加深