電工電子課程設(shè)計報告報告模板.doc

1、-. z.題目： 非法入侵報警電路設(shè)計 班級： 14機設(shè)5班 *：指導(dǎo)： 金光浪老師 時間： 2016年12月日 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）： 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、*、等信息；4、對整體電路原理進行完

2、整功能描述；5、列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單。設(shè)計步驟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】曾煌；電工學(xué)簡明教程；高等教育；2007.6【2】王澄非；電路與數(shù)字邏輯設(shè)計實踐；東南大學(xué)；1999.10【3】銀華；電子線路設(shè)計指導(dǎo)；航空航天大學(xué)；2005.6【4】振振；數(shù)字電路邏輯設(shè)計；理工大學(xué)；2000.1【5】高吉祥；電子技術(shù)基

3、礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計；電子工業(yè)；2002.2【6】康光華；電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）；：高等教育；2006【7】朱紅永 勇 王博；555定時器構(gòu)成的報警電路設(shè)計；海軍士官學(xué)?；A(chǔ)部,233012 ； 2009 年增刊【8】??； 555定時器及其應(yīng)用；師大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 110000【9】黃曉春；555定時器原理及應(yīng)用；省英山理工中?！?0】輝； 555定時器在定時控制電路中的應(yīng)用研究； 西北師大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 730070目錄1. 總體方案與原理說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42. 穩(wěn)壓電源電路. .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .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. . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . .97. 總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108. 元件清單；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119. 參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1210. 設(shè)計心得體會. . . . . . . . . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . 131. 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。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

7、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

8、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)壓電源電路圖2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U1變成整流電路要求的交流電壓。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

9、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C1、C2一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時，在輸入端必須接入電容器C3（數(shù)值為0.33F ），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C4(0.1F)用以濾除輸出端的高頻信號，改善電路的暫態(tài)響應(yīng)。3. 控制電路圖3 控制部分原理圖 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

10、（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R2和電容C2決定的。圖4 單穩(wěn)態(tài)電路部分輸出波形通常R2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。所以電容取30uF時，電阻值為：。4. 聲報警電路圖5 聲報警部分原理圖 555集成芯片共有八個引出端：1端（地GND），2端（觸發(fā)TRIG），3端（輸出OUT），4端（復(fù)位RESET），5端（控制CVOLT），6端（閾值THOLD），7端（放電DISCHG），8端（電

11、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，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?？梢酝ㄟ^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C2=0.22uF，R2=2.4k。多諧振蕩電路的振蕩頻率為使揚聲器正常工作，頻率應(yīng)控制在f0.5kHz,因此R18.2k，即電位器R1的調(diào)節(jié)圍

12、為（08.2k）。5. 光報警電路圖6 光報警原理圖多諧振蕩部分原理同聲報警電路。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)，取10k,=0.22uF,可得電位器的值應(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

13、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。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)

14、生了一個控制信號。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

15、壓源使用，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. 元件清單序號名稱元件標(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C20.33

16、uF17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】曾煌；電工學(xué)簡明教程；高等教育；2007.6【2】王澄非；電路與數(shù)字邏輯設(shè)計實踐；東南大學(xué)；1999.10【3】銀華；電子線路設(shè)計指導(dǎo)；航空航天大學(xué)；2005.6【4】振振；數(shù)字電路邏輯設(shè)計；理工大學(xué)；2000

17、.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)；2002.2【6】康光華；電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）；：高等教育；2006【7】朱紅永； 勇 王博；555定時器構(gòu)成的報警電路設(shè)計；海軍士官學(xué)校基礎(chǔ)部,233012 ； 2009 年增刊【8】健； 555定時器及其應(yīng)用；師大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 110000【9】黃曉春；555定時器原理及應(yīng)用；省英山理工中?！?0】輝； 555定時器在定時控制電路中的應(yīng)用研究； 西北師大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 73007010. 設(shè)計心得體會 一個星期很快就過去了，雖然只有短短的一周，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。剛開始找到題目并從網(wǎng)上找到了相關(guān)要實現(xiàn)的容和基本的原理，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