雙路防盜報警器課程設(shè)計(jì)

1、雙路防盜報警器課程設(shè)計(jì)雙路防盜報警器課程設(shè)計(jì)數(shù)電課程設(shè)計(jì)雙路防盜報警器 雙路防盜警報器設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)目的和背景 這幾年隨著改革開放的不斷深入以及我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人 民的生活水平有了很大的提高。各種貴重物品以及高檔家電產(chǎn)品為越來越多的家庭所擁有，并且人們手中尤其是城市居民的積蓄數(shù)額也十分可觀。因此，越來越多的家庭對財產(chǎn)安全問題十分關(guān)心。目前，許多家庭都使用了較為安全的防盜門，如果再設(shè)計(jì) 和生產(chǎn)一種廉價、性能靈敏可靠的防盜報警器用于居民家 中，必將在防盜和保證財產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。為此，提由 雙路防盜報警器”的設(shè)計(jì)任務(wù)。該報警器適用于家庭防盜，也適用于中小企業(yè)事業(yè)單位。其特點(diǎn)是靈敏、可靠

2、，一觸即發(fā)，可以立即報警；也可以延時1-35秒再報警，以增加報警的突然性與隱蔽性。報警時除可以發(fā)生類似公安警車的報警聲之外，兩只警燈 還可以同時交替閃亮，增加對犯罪分子的威懾氣氛。二設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1設(shè)計(jì)題目 雙路防盜報警器的設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1.設(shè)計(jì)一個雙路防盜報警器，當(dāng)常閉開關(guān) K1 （實(shí)際中是安裝在窗于窗框、門于門框的緊貼面上的導(dǎo)電銅片）發(fā)生盜情時，K1打開，要求延時135s發(fā)生報警。當(dāng)常開開關(guān)K2發(fā)生盜情而閉合時，應(yīng)立即報警。2 .發(fā)生報警時，有兩個警燈交替閃亮，周期為12s,并有警車的報警發(fā)生，頻率為 f=1.51.8Hz。3 .選擇電路元、器件。4 .安裝調(diào)試，并寫由設(shè)計(jì)總結(jié)報

3、告。三 設(shè)計(jì)方案論證及方塊圖目前市售的防盜報警器有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、價格貴，多適用于企事單位用。而一些簡易便宜的報警器其性能又不十分理想，可靠性太 差。綜合各種報警器的優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)本設(shè)計(jì)要求及性能指標(biāo)，兼顧可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等各種因素，確定雙路防盜報警器主要組成部分的方塊圖如圖1所示。它由延時觸發(fā)器、報警聲發(fā)生單元和警燈驅(qū)動單元三部分組成。方塊圖如下圖所示延時觸發(fā)器 報警聲發(fā)生單元單元警燈驅(qū)動器四電路的組成及工作原理雙路防盜報警器總電路原理圖如圖2所示。圖21單元電路的分析（一）延時觸發(fā)器具主要功能為延時觸發(fā)和即時觸發(fā)。該部分電路主要由 K1常閉開關(guān)（延時觸發(fā)開關(guān)）、K2常 開開關(guān)（即

4、時觸發(fā)開關(guān)），與非G1G3,二極管D1與D2, 電容C1 C2和電阻R1 R4及電位器Rw組成。延時觸發(fā)器的工作原理如下:1.電源剛接通時：因?yàn)殡娙軨2的下極板接地為 0V,由于電源剛接通的瞬間 電容電壓不能突變，故 C2的上極板也為0V。低電平“0管號脈沖輸入與非門 G3,使G3輸由高電平； 又因開關(guān)K2斷開，+6V電源使門G2輸入信號為高電平（此 時K1閉合，門G1輸入低電平，輸由為高電平，二極管 D1 截止，對基本 RS觸發(fā)器無影響），門G2輸由（基本RS觸 發(fā)器Q端）低電平“0；從而使555定時器IC2和IC3的第4 腳（異步復(fù)位端）為低電平，IC2和IC3不工作，報警器不 發(fā)聲不閃亮

5、。稱此時延時觸發(fā)器開關(guān)為關(guān)閉狀態(tài)。2 .開關(guān)K1打開（延時報警器）時：電源通過電阻 R1和電位器Rw的阻值，滿足 R1 + Rw 當(dāng) C1上的電壓達(dá)到門 G1的轉(zhuǎn)折電壓UTH時，G1輸由由“1 變“0；二極管D1導(dǎo)通，使RS觸發(fā)器S D=0;因此時C2 已由+6V電源電阻R4被充電使RS觸發(fā)器RD端為“1；基 本RS觸發(fā)器被置“1”（門G2輸由為"1）, IC2和IC3開始 工作，報警聲發(fā)生單元和警燈驅(qū)動單元工作，即延時觸發(fā)門 打開。3 .開關(guān)K2閉合（即時報警）時：當(dāng)K2閉合，D2導(dǎo)通，使RS觸發(fā)器的SD端為“0： RD端 仍然為“1； RS觸發(fā)器會立即被置 “1；即延時觸發(fā)門即刻

6、打開，防盜報警器會即刻發(fā)生報警（二）報警聲發(fā)生單元其主要功能是，發(fā)生報警時，頻 率為105108KHz類似于警車的報警聲。該部分電路主要由555定時其IC2和IC3,半導(dǎo)體三極管 T1T3,定時電容C3和C4,電阻R5 R10及揚(yáng)聲器組成。報警聲發(fā)生單元的工作原理如下：1.IC和,C3組成周期約為14.2s的低頻振蕩器。當(dāng)有警信號時，延時觸發(fā)門的RS觸發(fā)器Q=1時，IC2和 IC3開始工作。由于電源剛接通時，C3上電源不能突變，使IC2的高觸發(fā) 端6腳和低觸發(fā)端2腳的電壓為0V,其輸由端3腳（E）為 高電平，IC2內(nèi)部的放電管截止。電源經(jīng)R5和R6對C3充電，C3上電壓上升；當(dāng) Uc3>

7、2 /3Vcc時,輸由端3腳變?yōu)榈碗娖?，IC2內(nèi)部的放電管導(dǎo)通，C3 通過電阻 R6和IC2的放電端7腳放電，C3上電壓（D點(diǎn)） 逐漸下降；當(dāng)Uc3< 1/3Vcc時3腳（E）點(diǎn)又翻回高電平。如此周而復(fù)始形成振蕩，產(chǎn)生周期12s的矩形波，占空比 約為50%。2. IC3和電阻R8,R9,C4組成另一個低頻振蕩器。這里特別指生的是：IC3的電壓控制端5腳控制電壓是 C3的電壓（D點(diǎn)）通過 T1的發(fā)射極合得到的.D點(diǎn)電壓變化，使IC3的5腳電壓Uco 值隨之而變化。當(dāng)UD （Uc3）較高時，Uco也較高，正向閾值電壓 Ut+ （等 于Uco）和負(fù)向閾值電壓 Ut-（等于1/2Uc0也較高，電

8、容 C4充放電時間長，因而IC3的輸由端3腳（F）點(diǎn)輸由脈沖的 頻率較低；反之，當(dāng)UD較低時，Uco也較低，Ut+和UT較 低,C4的充放電時間短，F(xiàn)點(diǎn)輸由脈沖頻率高較高。由此可見，IC3的輸由短F點(diǎn)得到的脈沖不是單一頻率，其 振蕩頻率可在一定范圍內(nèi)周期變化。選擇合適的參數(shù)，其輸由頻率約在105KHz至1.8KHz之問。D點(diǎn)、E點(diǎn)、和F點(diǎn)的波形如圖所示。F點(diǎn)輸生的脈沖經(jīng) T2和T3放大后，推動揚(yáng)聲器發(fā)生高低 頻率不同的聲音，類似公安警車的報警聲。（三）警燈驅(qū)動單元 其主要功能是，發(fā)生報警時，使兩 個警燈交替閃亮，周期為 12s,以增加報警時的緊迫感，該 部分電路由非門 G4G8,三極管 T4T

9、7,電阻R11R12和 兩個警燈HL1與HL2組成。警燈驅(qū)動單元的工作原理如下：1.當(dāng)不報警（K1閉合和K2多斷開）時：這是延時觸發(fā)門R S觸發(fā)器Q=0,封鎖了門G5和G6,使門G7與G8輸由總為0,三極管T4T7截止，警燈HL1與HL2 不亮。當(dāng)報警（K1斷開和K2閉合）時：延時觸發(fā)器Q=1,門G5和G6解除封鎖，IC2產(chǎn)生的振蕩信 號經(jīng)門G4反相后送入門G6的輸入信號和直接送入門 G5的 輸入信號極性相反。使門G7和G8的輸生信號極性相反， 且它們在IC2腳輸 出脈沖的控制下輪流交替由現(xiàn)高電平 “ 1 '；因而三極管 T4, T5和T6, T7輪流導(dǎo)通和截止， 警燈HL1和HL2便

10、交替閃 亮。選擇參數(shù)，可使警燈閃亮周期為12s。在圖2的電路原理圖中，將門 G1G8用兩個四2輸入的 非門來代替，畫生的整機(jī)電路如圖4所示。圖中G1G4用IC1表示，G5G8用IC4表示。2總體電路的分析總體電路主要由延時觸發(fā)器報警發(fā)生單元以及警燈驅(qū)動組成。延時觸發(fā)器主要功能為延時觸發(fā)和即時觸發(fā)。報警發(fā)生單元主要功能是當(dāng)報警發(fā)生時，它在警燈驅(qū)動單元的驅(qū)動下發(fā)生頻率為 1.51.8kHZ的類似于警車的報警聲。警燈驅(qū)動單元主要功能是，在發(fā)生報警情況時，能使兩個警燈交替閃亮，周期很短約為12秒，以增加報警時的緊迫感。延時觸發(fā)部分主要是由 k1常閉開關(guān)、k2常開開關(guān)，與非 門G1G3,二級管D1與D2

11、,電容C1C2和電阻R1R4及電位器Rw組成通過該電路能夠起到延遲報警發(fā)聲單元的報警聲給盜賊 以突然的威懾力，由前面單元電路里的分析，我們知道當(dāng)開 關(guān)K1打開時，C1上的電壓達(dá)到門 G1的轉(zhuǎn)折電壓時，IC2 和IC3開始工作，報警發(fā)生單元和警燈驅(qū)動單元工作，既延 時觸發(fā)打開；當(dāng)開關(guān) K2閉合時，D2導(dǎo)通，使RS觸發(fā)器的 SD端為0, RD端為1, RS觸發(fā)器會立刻被置 “1延時觸發(fā) 門立即打開，防盜發(fā)生裝置會立刻發(fā)生報警。報警發(fā)生單元主要是由 555定時器IC2和IC3,半導(dǎo)體三 極管T1T3 ,定時電容C3C4,電阻R5R10及揚(yáng)聲器組成。警燈驅(qū)動單元的組成在前面單元電路的分析中已經(jīng)介紹 過

12、這里不再重復(fù)。通過延時觸發(fā)器決定了警燈驅(qū)動單元的工作時間，在警燈 驅(qū)動單元的作用下警燈發(fā)生單元工作。五.電路元件器選擇與計(jì)算由于電路已基本定形，所以大部分元器件可以查手冊直接選用，不必再考慮設(shè)計(jì)計(jì)算只 有少數(shù)元件要考慮計(jì)算。（一）IC2 與 IC3 的選擇 IC2 與 IC3 選 CB555 （二）G1G8 的選擇 G1G4和G5G8可選擇兩個四 2輸入CMOS與 非門，器型號選 CC4011。（三）三極管的選擇 1 . T1 :選PNP型硅管，型號為 3CG110A （3CG21A）2. T2:NPN型高頻小功率硅管 3DG100B（3DG6B）。3. T3:選NPN型高頻大功率硅管 3DA

13、87A （3DAH1A ）。4. T4 和 T6:選NPN型高頻中功率硅管（3DG12B ）。5. T5 和 T7:選NPN型低頻大功率硅管 3DD203 （DD01A） B= 50200, Icm = 1A, Pcm=10W。（四）警燈和揚(yáng)聲器的選擇警燈HL1和HL2選擇6.3V/0.150.3A的小燈泡。揚(yáng)聲器選口徑2.54in（英寸）" 阻抗816歐普通恒揚(yáng)聲 器。（五）電容的選擇 C1=100 F/10V, C2=22 F/10V, C3=47 F/10V, C4=0.1 F C5=220 F/10V, C1,C2,C3,C5 均為鋁電解電 容。（六）電阻的選擇與計(jì)算1. R

14、1和電位器Rw計(jì)算：因?yàn)檫xC1 = 100 F,要求K1打開（報警）時135S, 35S 考慮，忽略了 C1通過R2的放電， 則 （R1+Rw） C1=35s R1+Rw=350k 選固 定電阻 R1=10k 電位器 Rw = 350k2. R2: 因要求 R1 + RwR2,可選 R2=1M 。3. R3 和 R4:可選100k .4. R5和R6的計(jì)算：要求R5和R6與C3以及IC2組成的多諧振蕩周期為 12s, 由T=0.69（R5+2R6）C3 且知 C3=47 F又考慮IC輸生脈沖占 空比為50%,可算由 R5 + 2R6 = 3060K 可選R6=18K , R5= 1 k。R8和

15、R9的選擇：由IC3和R8, R9, C4組成另一個低頻振蕩器，器輸由頻率范圍約為1.51.8Khz（由D點(diǎn)電壓控制），當(dāng)Uco=Ud=2/3Vcc 時，頻率最低，fl = 1.5khz,可算由電阻 R8+2R9 k （選C4 = 0.1 F）,可取 R9=4.7k ,R8=1k。6.選 R10=1k ; R11=R12=10k ;R13=10k ;R7=1k 。C5和R13為電源低頻去耦濾波電路，防止因電源內(nèi)阻增大（電池用久了）而引起激。以上所有電阻均為選用 0.125W的金屬膜電阻。（七）直流電源可采用四節(jié)電池，電壓 Vcc=6V o 六 小結(jié) 通過驗(yàn)證證明，該設(shè)計(jì)方案是成功的。其中難免存

16、在一些錯誤和缺陷，請老師能給予批評和指 證，使該設(shè)計(jì)更加完善。通過此次課程設(shè)計(jì)讓我能夠親身參予電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師 使我更加深深地體會到: 現(xiàn)代的社會是信息的社會，很多與人們生活緊密相關(guān)的產(chǎn)品 都是電子產(chǎn)品比如決定現(xiàn)代社會發(fā)展方向的電腦以及幾乎 每個同學(xué)都擁有的收音機(jī)等等無不說明電子產(chǎn)品的重要性。作為一名電氣專業(yè)已經(jīng)大三的大學(xué)生，我認(rèn)識到我不僅要 學(xué)好課本上的知識，還要學(xué)會將所學(xué)到的知識聯(lián)系并應(yīng)用到 現(xiàn)實(shí)生活中，做到理論聯(lián)系實(shí)際。通過這幾周緊張而充實(shí)的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西， 并對我以后所要做的畢業(yè)設(shè)計(jì)有了一個初步的了解。做好一個課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅要具備扎實(shí)的書本知識并會善于應(yīng)用，還要學(xué)會查閱資料，對以前學(xué)過的知識不 清楚的地方還要進(jìn)行復(fù)習(xí)，實(shí)在搞不明白的地方要向老師或 同學(xué)請教，這樣才可能做由一個比較不錯的課程設(shè)計(jì)。通過此次設(shè)計(jì)過程，使我學(xué)會了一些作為一個電氣專業(yè)的 學(xué)生所應(yīng)學(xué)會的軟件如protel,并對可編程邏輯器件的應(yīng)用和開發(fā)的設(shè)計(jì)思想有了更進(jìn)一步的了解和掌握。在這里我要感謝我們的指導(dǎo)老師，