2022年报警器设计2.docx

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1、引言1、 振动报警器在实际的生活中运用很多方面，既有硬件实现的，也有硬件和软件同时掌握执行；本课程主要介绍了简易的电动车振动式防盗振动报警器的电路设计和电路板的制作；这次的课程任务设计目的在于娴熟把握555 时基电路的功能和应用以及调试， 学会用仿真软件“ Proteus”对电路经进行仿真；本次课程设计报告第一说明设计任务与要求，接着对主要元器件的简洁介绍，然后分析完元器件的基础上简要的陈述设计方案和设计思路， 并进行仿真测试， 确定无误后画出原理图及生成PCB,最终完成焊接并验证调试；2、 通过本次课程设计，可以很好的对课本学问运用于实践，而且可以增加自己的动手才能；目录1、 内容摘要12、

2、 设计任务书3设计任务与要求31.2本次课程设计运用到的学问点32、 功能设计32.1 主要元器件的功能介绍32.2 方案论证和挑选6流程框图83、 电路图的设计83.1单元电路的设计、参数运算8完整的电路图及其工作原理说明94、 调试10组装与调试方法过程10调试所遇的问题及问题的解决115、 结论11谢辞12参考文献12附录13- 11 -1、 设计任务书1.1 设计任务与要求：1、选用合适的器件检测振动2、检测到振动之后发出声光报警并切断电动车电机电源线路3、报警排除的方式：延时和手动两种1.2 本次课程设计运用到的学问点：利用 NE555集成芯片和外接元件 R、C 构成单稳态触发器可以

3、掌握报警时间；利用NE555复位端手动排除报警；利用 NE555低触发输入端掌握继电器的吸合从而掌握报警电路工作，2、 功能介绍2.1 元器件的介绍555定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件；一般用双极性工艺制作的称为 555 ，用 CMOS工艺制作的称为 7555 ，除单定时器外，仍有对应的双定时器556/7556 ；555 定时器的电源电压范畴宽，可在4.5V16V 工作， 7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容；1、555 定时器的内部电路结构如以下图 2.1.2 所示为 555 定时器

4、的规律图；它的电压比较器 C1 和 C2 包括电阻分压器 、G1 和 G2 组成的基本 RS触发器、集电极开路的放电管 V和输出缓冲级 G3 三部分组成， 如下表 1所示为 555 定时器功能表；a 555定时器内部规律图b 555引脚排列图图 2.1.2555定时器内部规律图及引脚排列图表 1555定时器的规律功能表X输TRX入输THRD0U0出V状态0导通2/3VCC1/3VCC10导通X1/3VCC11截止1/3VCC1不变不变它的各个引脚功能如下：1 脚： GND或VCC 源负端 VSS或接地，一般情形下接地；2 脚： TR低触发端；3 脚： OUT或 Vo输出端；4 脚： R是直接复

5、位端；当 R端接低电平，就时基电路不工作，此时不管TR、TH处于何电平，时基电路输出为“ 0”，该端不用时应接高电平；F 电容接地，以防引入干扰；6 脚： TH高触发端；7 脚：D放电端；该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电；电阻分压器由三个 5k的等值电阻串联而成；电阻分压器为比较器C1、C2供应参考电压，比较器C1的参考电压为 2/3Vcc ，加在同相输入端，比较器 C2的参考电压为 1/3Vcc ，加在反相输入端；比较器由两个结构相同的集成运放 C1、C2组成；高电平触发信号加在 C1 的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后， 其结果作为基本 RS触发器 R端的输入信号；

6、低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器 S端的输入信号；基本 RS触发器的输出状态受比较器 C1、C2 的输出端掌握；8 脚： VCC或 VDD外接电源 VCC，双极型时基电路 VCC的范畴是 4.5 16V，CMOS型时基电路 VCC的范畴为 3 18V；一般用 5V；2、555 的典型应用单稳态电路单稳态触发器由 555 定时器和外接定时元件R、C 构成，该电路只有一个稳态状态；在未加触发信号之前，触发器处于稳固状态，经触发后，触发器由稳固状态翻转为暂稳状态，并且电容充电，暂稳状态保持一段时间当Vc 充电到 2/3Vcc 时会自动翻转回稳

7、态；单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路；暂稳态的连续时间 Tw延时时间打算于外接元件R、C值的大小：该电路工作正常时，输入脉冲宽度要小于Tw；假设大于就在输入端加 RC微分电路；震惊开关震惊开关，又称为震惊传感器，就是在感应震惊力大小将感应结果传递在电路装置， 并使电路启开工作的电子开关；它具有敏捷且灵敏的触发性；它分成弹簧开关与滚珠开关两类，两大类开关都有两个比较重要的指标特性：灵敏度和方向性；弹簧开关的灵敏度是指不同的产品，在实际装置中会产生因感应震惊力大小不同的差异, 此差异称为灵敏度；方向性是指受力方向，而受力方向粗略分为立体的六面，上下左右前后等六面；而滚珠开关与弹簧开关最大的区

8、分在于：弹簧开关是感应震惊力或离心力的大小，最好为直立使用；而滚珠开关是感应角度的变化，最好平铺使用；2.1.3蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采纳直流电压供电， 广泛应用于电脑、 打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、机、定时器等电子产品中作发声器件；蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两大类，从外观上看， 有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器，没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器；仍可以用万用表电阻档Rxl 档判定有源蜂鸣器和无源蜂鸣器， 假如触发出咔、 咔声的且电阻只有 8 或 16 的是无源蜂鸣器 ; 假如能发出连续声音的，且电阻在几百欧以上的，是有源蜂鸣器；有源蜂鸣器直

9、接接直流电源就发出声音，而无源的必需接音频输出电路才能发出声音；继电器继电器是一种电子掌握器件，它具有掌握系统又称输入回路和被掌握系统又称输出回路，故在电路中起着自动调剂、安全爱护、转换电路等作用；本次用到电磁继电器，因此在此只说明电磁继电器的工作原理和特性；电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的；只要在线圈两端加上肯定的电压，线圈中就会流过肯定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消逝，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原先的位置，使动触点与原先的静触点常闭触点吸合；这

10、样吸合、释放，从而到达了在电路中的导通、切断的目的；对于继电器的 “常开、常闭 ”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为 “常开触点 ”；处于接通状态的静触点称为 “常闭触点 ”；2.1方案论证与挑选方案论证：如图用 LM393做电压比较器， 1 管脚外接一个振动传感器；当检测到1 管脚的电压大于 2 管脚是， 1 管脚为高电平，此时 LM555不工作，反之为低电平 ,LM555 的 2 管脚有效， 3 管脚输出高低平三极管 Q1导通，继电器工作， 使继电器的 1,2 管脚导通；继电器不工作时 1,3 导通；1,2 管脚导通就蜂鸣器开头工作， D1 灯亮， D2灯灭

11、；2.3流程框图 ：555时基振动传感器开关电压比较器集电路组成的单稳态继电器报警发生电路触图 2.2.1电路图成图 2.3流程框图3、 电路图的设计单元电路的设计、参数运算单稳态电路设计电路如下：.1单稳态电路设计电路单稳态电路的暂稳态时间的运算：已知 R1max= 200K,C2 = 47uFTwmax = 1.1RC = 1.1 200K转变电位器阻值，从而转变报警时间；报警发生电路：图报警发生器电路发光二极管正常工作的电流约为20mA ，电压约为 2V，因此要串接一个 300400 欧限流电阻；电路图的工作原理图说明：开关打开时，电源不能直接接地，因此分别串接R3、R4 电阻作为爱护；

12、 VC 掌握电压端不用时可将它与地之间接一个 0.01uF 的电容，以防止干扰电压引入，起到滤波作用，从而排除外来的干扰；当开关 S2 打开时，使得 2 端电位瞬时为低电平，单稳态电路进入暂态过程而且输出端Vo变为高电平，三极管导通，继电器开关跳到另一端，驱动了声光报警发生电路工作并切断电动车电源线路；报警过程中按下S1 也可排除报警，假设不按 S2 过了一会后报警也会随着暂稳态的终止而停止；4、 调试4.1 调试方法过程按 PCB图打好电路板，焊接组装好，可进行调整；1第一观看电路有无断点，假设有就用电烙铁进行焊接好；2用万用表测试全部线路，确保都为正常电路；3调剂电源为 5 伏，用万用表测

13、试电压，保证电压正常能够使蜂鸣器工作；4正确接上蜂鸣器后， 接上震惊开关， 用手指弹下电路板使其震惊， 看是否声光报警， 假如没有信号指示证明电路没有工作，用万用表测试一下各元器件是否坏，从前面开头检测电路，将震惊开关打开， 555 芯片 2 引脚是否为低电平，测出为低电平，然后检查3 输出端是否为高电平，经测试为高电平，接着检查三极管，最终检查继电器和声光报警电路是否接对；确保在每部分电路都工作的情形下在测试，没有现象证明灵敏度不够，开头转变电阻的阻值，直到电路能够正常工作；5在确保电路连接正确的情形下，按设计的方案验证明现的功能；4.2 调试所遇问题及问题的解决1. 调试时电源接通，就开头

14、声光报警并且电源指示灯不亮，疑心是继电器反接了，经检查继电器连接正确；2 经检查发觉三极管用错型号了，导致继电器后面的电路的出错；经过调换后继电器后面的电路可正常工作了；3.，按上震惊开关，仍是显现了电源指示灯始终亮，报警电路怎么也都不工作的，于是查找单稳态电路的问题，发觉按键开关的封装用错了，经改好后重新测试全部电路可以正常工作；5、 结论通过本次课程设计， 我明白了声光报警系统的基础制作方法， 也加深了自己对 555 定时器的懂得，为以后更多的应用 555 定时器打下了坚实的基础；本次课程设计试验内容虽然简洁，但其过程对我们的锤炼是多方面的；第一，它锤炼了我们的信息搜集与处理才能，在电板制

15、作过程中，我发觉自己并不熟识各种元件，但借助相关书籍与网络等途径，我们搜集到了了大量有用的资料；其次，它锤炼了我们的思维与创新才能：我们在电板制作过程中涌现了很多新颖的想法，比方在声光报警电路前加多谐振荡器让报警间隔工作；第三，它为我们以后更深一步的学习打下了坚实的基础；在本次课程设计中， 我们运用到了以前所学的专业学问， 如：Proteus 仿真软件及 Protel ，模拟电子和数字电路等学问；肃然过去从未独立运用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发觉效率很高，这是我做这次课程世界的又一收成；在课程设计过程中遇到问题是很正常的，我们通过查阅大量有关资料，并在小组中相互争论，沟通体会和自学

16、，假设遇到是在搞不明白的问题就会准时请教老师同学， ，通过这次课程设计，我明白到自身存在的不足之处，懂得了自己在专业学问方面有所欠缺，更懂得了学习的重要性，明白到理论学问与实践相结合的重要意义，因此今后要努力学好专业学问，多练习做板子，提高自己动手才能；6、 谢词这课程设计得以胜利， 我第一要感谢黄源老师的帮忙与指点， 为我解决了几个最关键的问题，为我的课设的顺利完成打下了基础；感谢你们感谢！参考文献：1、 阎石 主编数字电子技术基础第五版2、 李瀚荪 主编 电路分析基础上 、下 第四版3、 周巍 黄雄华主编 数字规律电路试验指导书4、 百度文库附录 ：3、 原理图4、 PCB图 ：21232123321311827364545122122212111181221273614526531114322211212254