数电课程设计

目录。摘要2第一章报警电路的应用3

第二章电路的组成4

第一节设计要求4

第二节电路方案的选择4

第三节简易光控防盗电路的组成框图………5

第三章工作原理6

第一节红外线发射电路6

第二节红外线接收电路7

第三节选频及接收电路8

第四节声光报警电路8

第五节时间延迟及麻醉剂电路9

第六节电源电路11

第四章元器件清单及其功能12

第一节元器件清单12

第二节各元器件功能13

一 555定时器13

二 lm56714

三继电器15

第五章设计体会16

参考文献17

附录18摘要。

红外线发射电路的功能是利用红外线发光二极管发射光脉冲，从而实现电路对人体或物体的感应。红外线接收电路的功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲，并且将光脉冲信号转化为电信号，同时对其进行放大。声光报警电路的功能是当有人体或物体接近防盗报警电路时，通过声音和显示信号提示主人。

时间延迟和自动喷洒电路的功能是当声光报警一段时间之后自动喷洒麻醉剂来保护财产。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电压，该电路也可采用电池供电，但需要注意的问题是选择合。

合适电池的指标参数与电路匹配。

简易光控防盗报警电路的功能要求。

电路原理图。

简易光控防盗报警电路的基本组成及工作原理。

所用元件清单列表。

第一章报警路的应用。

随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。所以作为新一代的智能家居安全防盗报警器系统就应运而生，并日益受到广泛的重视和运用。另外，为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能小区的等级标准，按照其要求智能小区中必须具有安全防范、信息管理、物业管理和信息网络等系统。

因此小区安全防范系统建设已逐渐纳入许多小区建设的必备项目中了。以深圳为例，几乎所有新建的住宅楼盘都预装了防盗系统，并禁止安装防盗网，而上海、广州、温州、南昌等地更是花费重金拆除了防盗网，其防盗功能则必须由电子防盗系统来完成。因此，家庭安防系统必将有很大的发展，并且也将从北京、上海、广东等发达城市向内地蔓延开来，形成一个全新的朝阳产业。

第二章电路的组成。

第一节设计要求。

1.要求电路能够通过感应装置，检测出是有物体接近所要保护的财产。

2.要求电路当判定有物体接近时，能过通过声光形式报警。

3.要求电路当发出警报一段时间t后，能够自动喷洒出麻醉剂。

4.要求电路可以根据需要，调节喷洒出麻醉剂的等待时间t。、

第二节电路方案的选择。

图（2.2.1）简易光控防盗报警电路。

本实验选用此电路，该方案具有灵敏度高，可靠性高，操作简便，误差小等优点。

第三节简易光控防盗报警电路的组成框图。

简易光控防盗报警电路的总体框架图如图1所示。它由红外线发射电路、红外线接收电路，选频及声光报警电路、时间延迟电路，自动喷洒麻醉剂电路和电源电路6部分构成的。

图（2.3.1）报警电路的总体框图。

时间延迟和自动喷洒电路的功能是当声光报警一段时间之后自动喷洒麻醉剂来保护财产。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电压，该电路也可采用电池供电，但需要注意的问题是选择合适电池的指标参数与电路相匹配。

第三章工作原理。

第一节红外线发射电路。

图（3.1.1）红外线发射电路。

双束红外线发射电路（如图）：由一块时基集成电路ne555及其外围阻容元件构成一多谐振荡器，频率f＝1.443/〔（r1＋2r）×c1〕，本电路设在1400hz左右。

合上开关sa，发射器就发射出两束相距10cm的调制红外线，照射在红外接收管上，作为报警的信号源。

第二节红外线接收电路。

图（3.2.1）红外线接收电路。

信号接收处理上（如图）：两只光电接收管分别接收一束红外光，并将其转化为相同频率的信号电压，经过红外线全频放大电路放大后送入锁相环频率解码集成电路lm567进行选频。

第三节选频及接收电路。

图（3.3.1）选频及接收电路。

选频电路主要由锁相环频率解码器lm567及相关元件组成，其中心频率f＝1/1.1rncn，改变rn或者cn的数值，可使中心频率改变。当外加在lm567第3引脚上的外来信号频率与选频电路的中心频率一致时，lm567第8引脚便呈低电平，vt3处于截止状态，则后面的电路都处于不工作状态。

第四节声光报警电路。

图（3.4.1）声光报警电路。

声光报警电路（如图四），它主要由多谐振荡电路、音频振荡电路及稳压电路组成。当红外发射电路发射出的两束红外线同时被遮断时，接收选频电路失去与中心频率相一致的外来信号，lm567第8引脚立即跳变为高电平，vt3导通，可控硅被触发导通，发光二极管led点亮，扬声器发出类似警车笛声。如果只有一束红外线被遮断或两束红外线非同时被遮断，则该报警电路不会报警，因此可防止小动物闯入警戒范围内而引起的误报警，提高了其可靠性。

第五节时间延迟及麻醉电路。

图（3.5.1）时间延迟及麻醉电路。

图五中，由ne555组成的左半部电路为时间延迟电路。该电路主要由两部分组成：一是整流和滤波电路；二是由ne555集成电路构成的单稳态电路。

前端电路的输出电压v1首先经过二极管d5和d6整流，再经过电容c1滤波，则在ne555集成电路的treg端产生了触发电平信号。

当接收到红外线脉冲时，前端电路输出电压v1经由整流和滤波在trig端产生一个高电平信号，由ne555集成电路构成的单稳态电路特性可知，输出端q输出低电平；当由于人体或者物体的阻隔，没有接收到红外线脉冲时，前端电路没有输出电压v1，则trig端输入为零，单稳态电路接收到触发信号，输出端q输出为高电平并保持一段时间。延迟时间由可变电阻r2和电容c2的数值决定，通过调节可变电阻的大小，可以改变延迟时间的长短，以适合不同场合的应用。

该图的右半部分为麻醉剂开关电路。由于电磁阀通过的是大电流、在功率，而直流电源一般无法提供很大的电流和功率，因此电磁阀需要交流供电，从而电路中的开关需要采用继电器电路。而一般ne555集成电路的输出电流无法驱动继电器，因此需要加入电流放大电路。

由在极管构成的电流放大电路是一种比较典型和简单的电路，其中r19为限流电阻，防止输入电流过大烧毁在极管。vt9为共发射极电路，当输出端q为高电平时，三极管导通饱和，将输入电流放大倍；当输出端q输出低电平时，三极管截止，无电流通过。继电器连接vt9的集电极，当有电流驱动时，开关吸合，电磁阀通电，麻醉剂喷洒出；当无电流驱动时，开关断开，电磁阀不通电，没有麻醉剂喷洒出，同时在继电器两端并联一个二极管实现保护。

同时电路中加入发光二极管d7作为显示电路，显示是否有麻醉剂喷洒出。

第六节电源电路。

图（3.6.1）电源电路。

电源电路的设计可以采用两种方法来实现：第一种方法是采用电池供电，但需要注意的问题是选择合适电池的指标参数与电路相匹配；第二种方法就是采用上图所示电路。电路直接从电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220v交流电转换为+12v的直流电压。

电路中的变压器采用常规的铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，，c1、c2、c3和c4完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。

第四章元器件清单及其功能。

第一节原器件清单。

第二节各元器件功能。

一 555定时器。

555定时器电路是一块介于模与数字电路的一种混合电路，由于这种特殊的地位，故555定时电路在报警电路、控制电路得到了广泛的应用。

555的应用。

1、单稳类电路

作用：定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。

2、双稳类电路

作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。

3、无稳类电路

作用：方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。555管脚图。

图（4.2.1）555管脚图。

二、lm567

选用适当的定时元件，可使lm567的振荡频率在0.01hz～500khz范围内连续变化。电路工作时，输入信号在鉴相器pd1中与vco的输出信号鉴相，相差信号经滤波回路滤波后，成为与相差成一定比例的电压信号，用于控制voc输出频率f0跟踪输入信号的相位变化。

若输入信号频率落在锁相环路的捕获带内，则环路锁定，在振荡器输出频率与输入频率相同时，二者之间只有一定相位差而无频率差。

环路用于fm信号解调时，脚2输出的经过滤波后的相差信号可作为fm解调信号的输出，而当环路用于单音解调时，电路则利用pd2输出的相差信号。

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