光控防盗报警器设计终极版(1).doc

东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 电子技术课程设计 题 目 光控防盗报警器设计 院 系 电气信息工程 专业班级 自动化10-3 学生姓名 孙中原 学生学号 指引教师 刘小斌 白丽丽 年 7月 1日东北石油大学课程设计任务书课程 电 子 技 术 课 程 设 计 题目 光控防盗报警器设计 专业 自动化 姓名 孙中原 学号 重要内容：根据设计规定，运用所学的模拟电子技术及电路基本等知识，自行设计一种通过红外线发光二极管发射光脉冲，实现电路对人或物体的感应，从而通过声音和显示信号告知主人，从而进行警报以达到保护财产安全基本规定：1.规定电路可以通过感应装置，检测出是有物体接近所要保护的财产。

2.规定电路当鉴定有物体接近时，能过通过声光形式报警3.规定电路当发出警报一段时间T后，可以自动喷洒出麻醉剂4.规定电路可以根据需要，调节喷洒出麻醉剂的等待时间T重要参照资料：[1] 何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，6月[2] 姚福安，电子电路设计与实践，山东科技技术出版社，10月[3] 王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月[4] 李银华，电子线路设计指引，北京航空航天大学出版社，6月[5] 康华光，电子技术基本，高教出版社，[6] 陈尔绍，实用声光控制电子装置制作精选200例，人民邮电出版社，1999[7] 杨志忠，电子技术课程设计，机械工业出版社，7月完毕期限 .6.25-.7.1 指引教师 刘小斌 白丽丽 专业负责人 6 月24 日目 录 1任务与规定 22 总体方案设计与选择 22.1 简易光电报警电路模块图 22.2 工作原理 23 电路总原理框图设计 64 单元电路设计 64.1 555定期器 64.2 LM567 85单元电路的级联设计 106个人总结 10参照文献 12附 录 11任务与规定任务：设计一种光控装置检测与否外人接近个人私有财产，并自动采用相应措施规定：1.规定电路可以通过感应装置，检测出是有物体接近所要保护的财产。

2.规定电路当鉴定有物体接近时，能过通过声光形式报警 3.规定电路当发出警报一段时间T后，可以自动喷洒出麻醉剂 4.规定电路可以根据需要，调节喷洒出麻醉剂的等待时间T2总体方案设计与选择2.1 简易光电报警电路模块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、红外线接受电路，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部分构成的红外线接受电路选频及声光报警电路时间延迟和自动喷洒电路红外线发射电路电源电路 图1 简易光控报警防盗报警电路的总体框图 红外线发射电路的功能是运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受电路的功能是运用光敏元件接受发射出来的光脉冲，并且将光脉冲信号转化为电信号，同步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适电池的指标参数与电路相匹配。

2.2 工作原理2.2.1电源电路图2电源供电电路电源电路的设计可以采用两种措施来实现：第一种措施是采用电池供电，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；第二种措施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和+5V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，，C3、C5、C4、C6、C7、C8和C6完毕滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成芯片LM7812和LM7805来实现其中+5V电源重要用来给LM567芯片供电2.2.2红外发射电路图3 红外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，照射在红外接受管上，作为报警的信号源但是考虑到实际中电源启动后避免人未离开就发生误报警，在复位端加一种延时复位电路电源启动一段时间后对电容C9充电布满后4端复位，电路起振2.2.3红外接受电路图4红外接受电路信号接受解决上（如图）：两只光电接受管分别接受一束红外光，并将其转化为相似频率的信号电压，通过红外线经两个三极管构成的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。

2.2.4选频电路图5 选频电路选频电路重要由锁相环频率解码器LM567及有关元件构成，其中心频率f＝1/1.1RNCN，变化RN或者CN的数值,可使中心频率变化.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,当外来信号与中心频率不一致时，8引脚置高电平2.2.5声光报警电路图6 声光报警电路声光报警电路（如图四），它重要由多谐振荡电路、音频振荡电路及稳压电路构成当红外发射电路发射出的两束红外线同步被遮断时，接受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，555芯片被置位导通，555开始振荡，发光二极管LED点亮并开始闪烁，扬声器发出类似警车笛声——这样做的目的是对歹徒有一定的震慑作用，将其吓走如果只有一束红外线被遮断或两束红外线非同步被遮断，则该报警电路不会报警，因此可避免小动物闯入警戒范畴内而引起的误报警，提高了其可靠性2.2.6时间延迟及麻醉喷射电路图7时间延迟及麻醉喷射电路图7中，由NE555构成的左半部电路为时间延迟电路该电路重要由两部分构成：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V1一方面通过二极管D5和D6整流，再通过电容C1滤波，则在NE555集成电路的TREG端产生了触发电平信号当接受到红外线脉冲时，前端电路输出电压V1经由整流和滤波在TRIG端产生一种高电平信号，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，没有接受到红外线脉冲时，前端电路没有输出电压V1，则TRIG端输入为零，单稳态电路接受到触发信号，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，可以变化延迟时间的长短，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朴的电路，其中R10为限流电阻，避免输入电流过大烧毁在极管Q4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Q5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，同步在继电器两端并联一种二极管实现保护3 电路总原理框图设计 把上述各部分电路连接起来便构成了完整的光控防盗报警器控制电路其总电路图如附录所示4 单元电路设计4.1 555定期器4.1.1内部构造及引脚功能555定期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定期电路在报警电路、控制电路得到了广泛的应用下图为555的内部电路，从图上可以看出，其仅有两个比较器、一种触发器、一种倒相器、放电管和几种电阻构成，由于比较器电路是一种模拟器，而触发器电路为数字电路，故其为混合器件图8 555内部构造及引脚图　　555为一8脚封装的器件，其各引脚的名称和作用如下：　　1脚—GND,接地脚　　2脚—TL,低电平触发端　　3脚—Q,电路的输出端　　4脚—/RD,复位端，低电平有效　　5脚—V_C,电压控制端　　6脚—TH,阈值输入端　　7脚—DIS，放电端　　8脚—VCC,电源电压端，其电压范畴为：3～18V4.1.2 555的功能描述上图中当V_C不外接电压时，三个电阻对电源电压进行分压，每个电阻上的压降为1/3VCC,则两个比较器的同相端的输出电压分别为：1/3CC,2/3VCC。

从图上可以看出，其555的工作可分为下列3种状况加以讨论：1.当触发输入端TL输入电压低于1/3VCC而阈值输入端电压不小于2/3VCC时,其下面比较器输出为高电平，触发器输出高电平；2.当触发输入端TL输入电压高于1/3VCC，而阈值输入端电压不不小于2/3VCC时,其两个比较器输出皆为低电平，触发器输出保持不变；3.当触发输入端TL输入电压高于1/3VCC而阈值输入端电压不小于2/3VCC时,其上面比较器输出为高电平，触发器输出低电平具体状况见下列表格：表1 555的内部触发电平表格输　入　输　出THTL/RDQ放电管状态××00导通＞2/3VCC＞1/3VCC10导通＜2/3VCC＞1/3VCC1保持不变保持不变＞2/3VCC＞1/3VCC10导通＜2/3VCC＜1/3VCC11截止4.1.3 555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，定期等4.1.4 555管脚图图9 555外部引脚图4.2 LM5674.2.1 LM567管脚功能IC2是LM567。

LM567是一片锁相环电路，采用8脚双列直插塑封其⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2，f2≈1/1.1RC其①、②脚一般分别通过一种电容器接地，形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络②脚所接电容决定锁相环路的。