光電報(bào)警器設(shè)計(jì)報(bào)告(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上     光電報(bào)警器電路設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)： 電信10102、10101 設(shè)計(jì)者： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012-12-02 12-16 主要內(nèi)容：通過報(bào)警器和光耦結(jié)合的小小的結(jié)合來設(shè)計(jì)一個(gè)光電報(bào)警器，并分析該報(bào)警器各個(gè)模塊的構(gòu)成和工作原理?；疽螅?、設(shè)計(jì)光電報(bào)警器電路功能框圖。2、設(shè)計(jì)光嗲報(bào)警器的光電轉(zhuǎn)換電路、報(bào)警控制電路、譯碼輸出以及顯示。3、調(diào)試安裝。4、完成課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。主要參考資料：1、閻石。 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)。高等教育出版社。1997。2、 龐振泰、王采斐、屈宗明 （譯）.光電接口器件手冊(cè).清華大學(xué)出版社.19

2、98 目 錄第一 概述隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，報(bào)警器的應(yīng)用非常廣泛。在汽車、摩托車報(bào)警器，倉庫大門，以及家庭保安系統(tǒng)中，幾乎無一例外地使用了報(bào)警器電路。人們對(duì)報(bào)警器的性能提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)的報(bào)警器通常采用觸摸式、開關(guān)報(bào)警器等。這類報(bào)警器具有性能穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，但是也具有應(yīng)用范圍窄等缺點(diǎn)。而且安全性能也不是很好。光電報(bào)警就很好的改善了這點(diǎn)。如今，光電報(bào)警器已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、自動(dòng)化儀表、醫(yī)療電子設(shè)備等領(lǐng)域本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)借助于模擬電路和數(shù)字邏輯電路，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)變得簡單、方便、靈活性強(qiáng)。電路簡單容易實(shí)現(xiàn)，工作穩(wěn)定，因此得到了廣泛的應(yīng)用。課題作用、實(shí)用價(jià)值本次設(shè)

3、計(jì)的光電報(bào)警器是報(bào)警器和光耦結(jié)合的小小的結(jié)合，但它可以運(yùn)用到各種生產(chǎn)線上，如紡紗工業(yè)的監(jiān)測(cè)各個(gè)絲線的有無斷點(diǎn)，并加以提示，也可以稍加改進(jìn)，讓其能夠計(jì)數(shù)，記錄生產(chǎn)進(jìn)度，安全性能高，節(jié)約了人力資源 ，并且不易出錯(cuò)，還能運(yùn)用到人力不能監(jiān)測(cè)的環(huán)境。可見光電報(bào)警器的運(yùn)用能延伸到各個(gè)行業(yè)。光電報(bào)警器的發(fā)展前景光電技術(shù)光電科技是一門結(jié)合光學(xué)、電子與電機(jī)之尖端技術(shù)，早期由于技術(shù)門檻高，偏重國防與航天領(lǐng)域之發(fā)展，并以雷射相關(guān)應(yīng)用為主。近十余年來，光電相關(guān)技術(shù)突飛猛進(jìn)，產(chǎn)品種類也不斷推陳出新，其應(yīng)用更是無遠(yuǎn)弗屆，層面擴(kuò)及通訊、信息、生化、醫(yī)療、工業(yè)、能源、民生等領(lǐng)域。展望光電報(bào)警器的未來，在輕量化、便攜性、低耗能

4、、高效益、整合強(qiáng)的特性下，將更深入各產(chǎn)業(yè)應(yīng)用范圍中。光電產(chǎn)品因應(yīng)用廣泛已成為眾所矚目之焦點(diǎn)，近來無論在通訊網(wǎng)路、多媒體信息化社會(huì)等炙手可熱的應(yīng)用領(lǐng)域上，光電產(chǎn)品都扮演著重要的角色，因此許多專業(yè)人士都預(yù)見到二十一世紀(jì)將是屬于光的世紀(jì)。為此，無論日、美、歐等先進(jìn)國家，或亞太新興國家皆一致看好對(duì)光電產(chǎn)業(yè)之潛力，對(duì)光電市場(chǎng)未來成長潛力皆寄予厚望，并積極投入光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。光電報(bào)警器正是眾多光電產(chǎn)品中的佼佼者，以其簡單、方便、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)讓更多的群眾受益。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光電報(bào)警器價(jià)逐步升級(jí)，升級(jí)后可使更多的人們受益。第二 基本原理與總體設(shè)計(jì)2.1光電報(bào)警器的總體設(shè)計(jì)本電路由3部分組成（見框圖2.

5、1）：電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)，數(shù)字顯示系統(tǒng)，555報(bào)警系統(tǒng)。通過光照光敏電阻和NPN三極管共同控制輸出高低電平來控制74LS48顯示數(shù)字是哪路被擋，同時(shí)由555報(bào)警器發(fā)出間歇式的報(bào)警聲。（充放電過程就是間歇性報(bào)警）數(shù)碼顯現(xiàn)報(bào)警器控制器器譯碼輸出芯片74LS48是驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管的譯碼器，在共陰數(shù)碼管之前要加幾個(gè)220歐的電阻，來避免對(duì)元器件的損壞。光電轉(zhuǎn)換圖2.1光電報(bào)警器框圖2.2光電報(bào)警器原理介紹電路的工作原理（原理圖見圖2.2），電路中的左側(cè)為第一路，右側(cè)電路為第二路電路，當(dāng)兩路電路都沒有被遮擋的時(shí)候，光耦是導(dǎo)通的，即光耦上端兩端電壓都為低，然后經(jīng)過74LS32或門以后的總的電壓為低，低

6、電壓與555的管腳4相連，RS使得555輸出一直為低，不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器響，故不會(huì)響鈴，同時(shí)光耦上端的的低電平信號(hào)與74LS48中的1、7腳輸入的信號(hào)，輸出的信號(hào)通過共陰數(shù)碼管顯示為0。（R）當(dāng)光耦有其中一路被遮擋后，擋住的光耦不能短路，處于斷開，兩個(gè)光耦上端的點(diǎn)平有一個(gè)為高，另一個(gè)為低，然后經(jīng)過74LS32或門以后的總的電壓為高，高電壓與555的管腳4相連，使得555能夠正常工作，產(chǎn)生1.58KHZ【0.7*（R15+key）*C2】的矩形脈沖，使蜂鳴器會(huì)響鈴。光耦上端的的高、低電平信號(hào)與74LS247中的1、7腳輸入的信號(hào)，輸出的信號(hào)通過共陰數(shù)碼管顯示為1、2。當(dāng)兩路光耦都被遮擋的時(shí)候，光耦就

7、會(huì)都不導(dǎo)通，光耦在截止?fàn)顟B(tài)，即光耦上端兩端電壓都為高，然后經(jīng)過74LS32或門以后的總的電壓為高，低電壓與555的管腳4相連，使得555輸出一直為矩形脈沖，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器響，故會(huì)響鈴，同時(shí)光耦上端的的高電平信號(hào)與74LS48中的1、7腳輸入的信號(hào)，輸出的信號(hào)通過共陰數(shù)碼管顯示為3。 圖2.2工作原理圖注意：（R6和R16為光敏電阻光照時(shí)假設(shè)為10K，無光照時(shí)為80K模擬當(dāng)然也可以換成滑動(dòng)電阻器）第三 光電報(bào)警器電路設(shè)計(jì)3.1光電轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)換采用光耦，光耦內(nèi)由發(fā)光二極管和光敏電阻和NPN三極管構(gòu)成：采用5V直流供電，為防止光耦燒壞，應(yīng)該在二極管串聯(lián)一個(gè)510電阻。同時(shí)擋光的用具可以使用不透明

8、的紙張，光耦中的小功率的發(fā)光二極管正常工作電流在10 mA 30mA范圍內(nèi)，根據(jù)歐姆定律，由I=U/R，U=5 V，10mA<I<30 mA，故與紅外發(fā)光二極管串聯(lián)的電阻值為510歐，光敏三管級(jí)管要串聯(lián)一個(gè)240Ù的電阻以防止被擊穿。光電轉(zhuǎn)換電路圖見圖3.1.1. 圖3.1.1光電轉(zhuǎn)換圖注意：（R6和R7為光敏電阻光照時(shí)假設(shè)為10K，無光照時(shí)為80K模擬當(dāng)然也可以換成滑動(dòng)電阻器）3.2報(bào)警模塊設(shè)計(jì)通過555定時(shí)器構(gòu)成自激多諧振蕩器產(chǎn)生的矩形脈沖來控制喇叭的間歇式的叫聲。對(duì)于多諧振蕩器可根據(jù) T=0.7*(R12+2R13)*C1來確定間歇時(shí)間，導(dǎo)通時(shí)間為T1=0.7*（R

9、12+R13）*C1，充電時(shí)間T2 =T- T1 由電路圖（3.2.2）可以算出導(dǎo)通時(shí)間為：T=0.7*（510K+2*20K）*330uF=1.235KHZ5555 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 /

10、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。3.3數(shù)字顯示模塊設(shè)計(jì)顯示電路選擇74LS48和共陰7段LEDS譯碼管。連接圖見圖3.3.1圖3.3.1 74LS48與共陰數(shù)碼管的鏈接圖第四 電路的安裝調(diào)試4.1元器件的焊接對(duì)元件進(jìn)行組裝焊接，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行準(zhǔn)備。4.2電路的調(diào)試接好電路，接通電源，看到的是數(shù)碼管顯示0，表示正常。接著拿小刀擋住光敏電阻，不管擋住哪路都沒有反應(yīng)，數(shù)碼管還是顯示0，而且報(bào)警器也沒有報(bào)警。問題出現(xiàn)：隨即就拿5V電壓直接接到555多諧電路，蜂鳴器發(fā)出響聲，說明這部分電路沒有問題。之后就從譯碼器的A，B端牽出2根導(dǎo)線，先將其

11、中1路接到5V電源，2路接地，結(jié)果數(shù)碼管顯示為1，1路接地，2 路接電源，數(shù)碼管就顯示2，兩路都接電源時(shí)就顯示3。所以這部分也沒錯(cuò)。那就是光耦中的發(fā)光二級(jí)管和光敏電阻的問題了，一想可能是和發(fā)光二級(jí)管和電阻串聯(lián)的電阻阻值太小了導(dǎo)致燒掉了，測(cè)量了電阻才發(fā)現(xiàn)電阻阻值與其上表的相差太多，二十歐的電阻居然只有不到兩歐，當(dāng)時(shí)把元件拿到手的時(shí)候自己沒有拿萬用表測(cè)一下，于是換了電阻和光耦，焊接好之后，重新接好電源，正常了。第五 總結(jié)這次光電檢測(cè)課程設(shè)計(jì)是一次綜合性的實(shí)踐過程，是對(duì)我們所學(xué)的光電檢測(cè)技術(shù)的一次歸納總結(jié)。實(shí)驗(yàn)過程中碰到的剛開始不能正常顯示并且運(yùn)行的情況完全是粗心導(dǎo)致的，當(dāng)時(shí)如果認(rèn)真點(diǎn)的話就不會(huì)出現(xiàn)了，可能就是一下完成了。所以，通過實(shí)驗(yàn)意識(shí)到要從現(xiàn)在開始養(yǎng)成那種細(xì)心的好習(xí)慣。這對(duì)以后的課程設(shè)計(jì)甚至是畢業(yè)設(shè)計(jì)都非常有幫助。再者通過這次實(shí)習(xí)鍛煉了自己的動(dòng)手及查資