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1、精选优质文档-倾情为你奉上 模拟电子技术课程设计说明书 红外线报警器 系 、 部： 电信系 学生姓名： 陈颖之 指导教师： 贾雅琼 职称 讲师 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 1002 完成时间： 2012年5月 摘 要红外线报警器一般用作防盗报警，是一种最常见的报警装置，该装置由直流稳压电源，红外线发射部分、红外线接收部分、555定时器以及蜂鸣器组成，可通过发射的红外线被物体阻挡时，红外线接受部分无法接收到红外线时产生信号，利用光电开关特性以及555定时器控制蜂鸣器进行报警并控制其报警时长。关键词 光电开关，直流稳压电源，555延时芯片ABSTRACTInfrared alarm s
2、ystem commonly used for anti-theft alarm, is one of the most common alarm device, comprising a DC power supply, infrared emission part, infrared receiving portion,555timer and a buzzer, by transmitting infrared object was blocked, the infrared receiving portion to be receives infrared signal generat
3、ed by the photoelectric switch characteristics, as well as 555timer control buzzer alarm and control the alarm time Key words the photoelectric switch；555timer；buzzer目 录1 总体设计方案与要求 4 1.1 设计任务的功能要求说明 4 1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 42 设计电路及其仿真分析 5 2.1 设计电路图 5 2.2 设计电路的仿真结果 63 硬件电路各部分电路设计 7 3.1 硬件电路图及各模块功能简要介
4、绍 8 3.2 PCB图 8 3.3 元器件清单 94 系统的调试及性能分析 10 4.1 系统的调试 10 4.2 性能分析 105 设计结论及体会 106 参考文献 107 致谢 118 附录 111 总体设计方案与要求1.1 设计课题任务设计一个红外线防盗报警器。要求如果有人进入监视区域，立即报警，报警时长为30秒。1.2.1 设计课题总体方案介绍该装置以直流稳压电源和555定时器为核心，采用光电开关作为发射和接受装置，利用光电开关的特性和555定时器来控制蜂鸣器工作，在光电开关被挡住时输出电平信号来使蜂鸣器报警。系统框图如图 1.1所示。 220v交流电源 直流稳压电源光电开关555延
5、时芯片蜂鸣器 1.2.2 总体方案说明该装置接通电源后，220V交流电源经过直流稳压部分的处理之后，变为5V左右的报警延时部分的输入电源。当光电开关接通，即没有人经过时，光电开关输出高电平进入555延时芯片，555延时芯片输出低电平到蜂鸣器，蜂鸣器不工作；当光电开关断开，即有人挡住时，光电开关输出低电平进去555延时芯片。555延时芯片输出到蜂鸣器，蜂鸣器延时报警。2 设计电路及其仿真2.1 设计电路图设计其原理电路图：图2.1。 图2.1J1：经过变压器之后的交流电源R：电阻U1：整流桥D2：二极管J2：光电开关JP1：555延时芯片U2：蜂鸣器U1：LM317T稳压芯片C：电容2.2 设计
6、电路图的仿真结果在Multisim中编辑出电路图（见图2.2），在红外线发射部分中加入一个开关来控制红外线发射管工作，从而达光电开关开启和关闭两种状态；用一个电压表来代替蜂鸣器，用来检测当光电开关处于不同状态时555计时器输出的电平。 将开关闭合，接通电源，直流稳压电源部分将220V交流电变为低压直流电，此时光电开关导通，输出高电平至555延时芯片，555计时器接收到高电平，输出低电平，所以电压表读数为零，见图2.3。图2.3将开关断开，接通电源，直流稳压电源部分将220V交流电变为低压直流电，此时光电开关断开，光电开关中红外线发射器停止工作，不发出红外线，红外线接收器接收不到红外线，其不导通
7、。输出高电平至555延时芯片，555计时器接收到高电平，输出高电平，所以电压表读数为7V。图2.43 硬件电路各部分电路设计3.1 硬件电路图及各模块功能简要介绍在PROTEL 99中编辑硬件电路图，见图3.1。图3.1J1为电源输入接口。D1为整流桥，用来将交流电压变为脉动的直流电压。C1，C2，C3，C4，C5为滤波电容。J2为光电开关，用来输出电平。JP1 为555计时器，组成单稳态触发器，达到延时作用。C6与R4组合来调整报警时长。C7为滤波电容，滤去去高频信号。U2为蜂鸣器，用来报警。U1为LM317T，用来稳压。D2为保护电容的二极管3.2 PCB图元件电路图检查无误后，点击des
8、ign中的创建网络表；新建一个PCB文档，点击design导入网络表，确认各元件编号及封装无误后进行编辑。编辑好后并进行覆铜，见图3.2。 图 3.23.3 元器件清单 列出各元器件的大小，编号及封装。见表3.1。元器件名称元器件参数元器件编号元器件封装蜂鸣器U2AXIAL0.4电容1000UFC6RAD0.3电容0.01UFC7RAD0.2插座J1自定义555定时器JP1DIP8光电开关E3F-DS10C4J2自定义电容2200UFC1RAD0.3电容2200UFC2RAD0.3电容100nFC3RAD0.2电容10uFC4RAD0.2电阻1uFC5RAD0.2整流桥D1自定义稳压芯片LM3
9、17TU1TO-220二极管D2AXIAL0.4电阻1KR1AXIAL0.4电阻100R2AXIAL0.4电阻200KR3AXIAL0.4电阻33KR4AXIAL0.4电阻1KR5AXIAL0.4变压器220V12V表 3.14 系统的调试及性能分析4.1 系统的调试（1）将PCB图印制并压覆到电路板上，将电路板进行腐蚀处理。（2）进行钻孔并将各元器件焊接到电路板上。并用万用表检测各元件是否接好、焊接无误。（3）接通电源，让装置进行工作。4.2 红外线报警器的性能分析此红外线报警器属于主动式红外线报警系统，主要由直流稳压电源供电，然后通过光电开关的接通状况来控制输出电压，正常情况下，发射与接收
10、活动正常，当有人或物挡住，使得接收中断，改变其输出电平信号，通过三极管与555计时器控制蜂鸣器进行报警。5设计结论及体会5.1设计结论及体会该装置中所用元器件都非常便宜并实用，原理也简易，适用于开发实用性家用报警，安装和实用都十分简便。通过这次课题设计，提高了自己各方面的能力，例如对书本基础知识的掌握程度，对资料的查找方法，对自己知识面的扩展都有相应的提高，更加的熟悉了各种元器件的使用方法与其用途。并且知道了细节的重要性，一点点小的疏忽都有可能造成整个电路的失败，培养了我细心处事的能力，对于个人能力有很大的提高。6 参考文献1孙余凯模拟电路基础与技能实训教程M北京：电子工业出版社，2006.7； 2杨洋电子电路设计与制作M北京：科学出版社，2005.9；3李万臣模拟电子技术基础实验与课程设计M哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001.1致 谢感谢在这次设计中给予我帮助的同学和朋友，感谢我们的指导老师贾雅琼，还有热心帮助解决原理问题的伍麒君老师。谢谢附 录实物图片：专心-专注-专业