測(cè)控課程設(shè)計(jì)-門(mén)鎖報(bào)警系統(tǒng)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)目錄摘要……………………..2設(shè)計(jì)目的，技術(shù)指標(biāo)及要求…………….3設(shè)計(jì)目的……………………3技術(shù)要求…………….3設(shè)計(jì)報(bào)告要求……….3設(shè)計(jì)方案、框圖及論證……………..設(shè)計(jì)要求分析……………………..4設(shè)計(jì)原理及方案………………….……………..5單元電路的設(shè)計(jì)及功能………………5單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器………5報(bào)警電路……………6電路圖說(shuō)明及各器件簡(jiǎn)介……………7總電路圖及簡(jiǎn)要說(shuō)明………………….7N555簡(jiǎn)介………………8KD9561簡(jiǎn)介…………..10二極管簡(jiǎn)介…………….10三極管極管簡(jiǎn)介………..11原器件清單……………………12操作與調(diào)試…………….13收獲和體會(huì)…………….13參考文獻(xiàn)………………..14 摘要隨著人民生活水平的提高，越來(lái)越多的居民對(duì)家庭財(cái)?shù)漠a(chǎn)安全問(wèn)題十分關(guān)心，雖然現(xiàn)在大多數(shù)的家庭都使用了防盜門(mén)，但是如果有一種簡(jiǎn)便，便宜又好用的防盜報(bào)警系統(tǒng)裝在門(mén)上，必將對(duì)保護(hù)財(cái)產(chǎn)安全起到不可忽視的作用，因此提出了“具有時(shí)間識(shí)別功能的門(mén)鎖報(bào)警器”的設(shè)計(jì)課程。報(bào)警器有很多的種類(lèi)，如：紅外線報(bào)警器、震動(dòng)報(bào)警器、聲光報(bào)警器等等。本文所介紹的報(bào)警器適用于家庭防盜，也適用于單位辦公室，具有靈敏、可靠、方便、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。另外，這里介紹的報(bào)警器具有時(shí)間識(shí)別的功能，在正常開(kāi)門(mén)和非正常開(kāi)門(mén)時(shí)所用的時(shí)間是有差別的，正常開(kāi)門(mén)所用的時(shí)間較短，非正常開(kāi)門(mén)所用的時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)較長(zhǎng)，超過(guò)一定的時(shí)間，報(bào)警器就會(huì)發(fā)聲，引起人們的注意，正是根據(jù)這一特點(diǎn)才設(shè)計(jì)了具有時(shí)間識(shí)別功能的門(mén)鎖報(bào)警器，因此該報(bào)警器具有很大的實(shí)用價(jià)值。通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們財(cái)產(chǎn)安全意識(shí)的加強(qiáng)，可以預(yù)料本產(chǎn)品必將在今后被人們所廣泛的使用。第一章設(shè)計(jì)目的、技術(shù)指標(biāo)及要求第一節(jié)設(shè)計(jì)目的熟悉工程實(shí)踐中電子的設(shè)計(jì)方法和規(guī)范，達(dá)到綜合應(yīng)用電子技術(shù)的目的。學(xué)習(xí)文件檢索和查找數(shù)據(jù)手冊(cè)的能力。學(xué)習(xí)PROTEL,ORCAD等軟件使用。第二節(jié)技術(shù)要求1要求電路能夠在觸摸M不超過(guò)30S時(shí)不發(fā)出報(bào)警的聲音.2要求電路能夠在觸摸M超過(guò)30S后發(fā)出報(bào)警的聲音.第三節(jié)設(shè)計(jì)報(bào)告要求1.報(bào)告要求必順用A4紙打印。2.報(bào)告要求附有目錄，并表明報(bào)告各部分的頁(yè)數(shù)。3.報(bào)告要求附有指導(dǎo)老師提供的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。4.報(bào)告要求書(shū)寫(xiě)摘要。5.報(bào)告要求敘述設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)原理。6.報(bào)告要求用PROTEL，ORCAD,DXP等軟件畫(huà)出原理電路圖。7.報(bào)告要求列出所有使用的元器件清單。集成電路要求畫(huà)出管腳圖和列出功能表。8.報(bào)告要求寫(xiě)出總結(jié)。9.報(bào)告要求附有參考文獻(xiàn)，并且不少于10頁(yè)。第二章設(shè)計(jì)方案、框圖及論證設(shè)計(jì)要求分析一般主人是正常開(kāi)門(mén)，在30s能夠完成開(kāi)門(mén)動(dòng)作，所以電路不會(huì)發(fā)出報(bào)警，陌生人試著開(kāi)門(mén)或者是小偷撬門(mén)等不正常開(kāi)門(mén)情況下，通常開(kāi)門(mén)時(shí)間會(huì)超過(guò)30s.1要求電路能夠在觸摸M不超過(guò)30S時(shí)不發(fā)出報(bào)警的聲音.2要求電路能夠在觸摸M超過(guò)30S后發(fā)出報(bào)警的聲音.3要求電路發(fā)出報(bào)警聲音的時(shí)間由所加的電容放電時(shí)間確定.第二節(jié)設(shè)計(jì)原理及方案原理圖如下：觸摸極IC1觸摸極IC1三極管IC2報(bào)警電路報(bào)警電路圖1原理框圖工作原理本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要由NE555時(shí)基電路，三極管，觸摸電極片組成。時(shí)基電路IC1與R1，C1組成暫態(tài)時(shí)間t1=4min左右的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，平時(shí)IC1處于穩(wěn)態(tài)，其3腳輸出低電平，VT1截止，VT2導(dǎo)通，電容C2被VY2短接不能夠充電，時(shí)基電路IC2的閾值端6腳為高電平，3腳輸出低電平，報(bào)警電路IC3失電不工作，揚(yáng)聲器不會(huì)發(fā)出聲音.M是觸摸電極片，與金屬門(mén)鎖相連，當(dāng)有人開(kāi)鎖時(shí)，人體感應(yīng)的雜波的負(fù)半周加至IC1的觸發(fā)端2腳，使IC1進(jìn)入暫態(tài)，3腳輸出高電平，此時(shí)三極管VT導(dǎo)通，電源可通過(guò)R3對(duì)C2充電，隨著充電時(shí)間的延長(zhǎng)，IC2的2腳電位不斷下降，約經(jīng)t1s，IC2翻轉(zhuǎn)，其3腳輸出高電平，使蜂鳴器得電工作報(bào)警。如果開(kāi)門(mén)時(shí)間累計(jì)在t1s以內(nèi)，則IC2的3腳為低電平，電路不會(huì)報(bào)警。報(bào)警聲響持續(xù)時(shí)間由C2的放電時(shí)間t2決定，t2s后，IC2的3腳輸出低電平，報(bào)警聲停止。第三章：?jiǎn)卧娐返脑O(shè)計(jì)及功能1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖有NE555和R1，C1組成暫態(tài)時(shí)間t1=4min左右單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作特點(diǎn)如下①具有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)兩種工作狀態(tài)。②在外加觸發(fā)脈沖作用下，能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)維持一定時(shí)間后，再自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)。③暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電路的參數(shù)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種脈沖整形電路，多用于脈沖波形的整形、延時(shí)和定時(shí).在本次實(shí)驗(yàn)中組要起到延時(shí)作用。2報(bào)警電路當(dāng)與KD9561相連的NE5553腳輸出高電平，就會(huì)使KD9561正常工作4端就會(huì)輸出高電平，驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通使喇叭發(fā)出警車(chē)、救護(hù)車(chē)、救火車(chē)或者是機(jī)關(guān)槍的聲音（主要看設(shè)計(jì)者接的KD9561的線路來(lái)確定報(bào)警的聲音）.這樣就可以提醒屋內(nèi)的家人注意。第四章總電路圖簡(jiǎn)要說(shuō)明及個(gè)元器件簡(jiǎn)介第一節(jié)電路設(shè)計(jì)圖如下：一般主人是正常開(kāi)門(mén)，在30s能夠完成開(kāi)門(mén)動(dòng)作，所以電路不會(huì)發(fā)出報(bào)警，陌生人試著開(kāi)門(mén)或者是小偷撬門(mén)等不正常開(kāi)門(mén)情況下，通常開(kāi)門(mén)時(shí)間會(huì)超過(guò)30s.本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要由NE555時(shí)基電路，三極管，觸摸電極片組成。時(shí)基電路IC1與R1，C1組成暫態(tài)時(shí)間t1=4min左右的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，平時(shí)IC1處于穩(wěn)態(tài)，其3腳輸出低電平，VT1截止，VT2導(dǎo)通，電容C2被VY2短接不能夠充電，時(shí)基電路IC2的閾值端6腳為高電平，3腳輸出低電平，報(bào)警電路IC3失電不工作，揚(yáng)聲器不會(huì)發(fā)出聲音.M是觸摸電極片，與金屬門(mén)鎖相連，當(dāng)有人開(kāi)鎖時(shí)，人體感應(yīng)的雜波的負(fù)半周加至IC1的觸發(fā)端2腳，使IC1進(jìn)入暫態(tài)，3腳輸出高電平，此時(shí)三極管VT導(dǎo)通，電源可通過(guò)R3對(duì)C2充電，隨著充電時(shí)間的延長(zhǎng)，IC2的2腳電位不斷下降，約經(jīng)t1s，IC2翻轉(zhuǎn)，其3腳輸出高電平，使蜂鳴器得電工作報(bào)警。如果開(kāi)門(mén)時(shí)間累計(jì)在t1s以內(nèi)，則IC2的3腳為低電平，電路不會(huì)報(bào)警。報(bào)警聲響持續(xù)時(shí)間由C2的放電時(shí)間t2決定，t2s后，IC2的3腳輸出低電平，報(bào)警聲停止。第二節(jié)NE555簡(jiǎn)介NE555器件介紹及其參數(shù)NE555定時(shí)器是一種應(yīng)用方便的中規(guī)模集成電路,廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中,除了單一品種的電路外,還可組合出很多不同電路,如：多個(gè)單穩(wěn)、多個(gè)雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無(wú)穩(wěn),雙穩(wěn)和無(wú)穩(wěn)的組合等。這樣一來(lái),電路變的更加復(fù)雜。為了便于我們分析和識(shí)別電路,更好的理解555電路,這里我們這里按555電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)和歸納,把555電路分為3大類(lèi)、8種、共18個(gè)單元電路。每個(gè)電路除畫(huà)出它的標(biāo)準(zhǔn)圖型,指出他們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或識(shí)別方法外,還給出了計(jì)算公式和他們的用途。方便大家識(shí)別、分析555電路。各引腳功能介紹1腳(接地)-地線(或共同接地)，通常被連接到電路共同接地。2腳(觸發(fā)點(diǎn))-這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于2/3VCC，下緣須低于1/3VCC。3腳(輸出)-當(dāng)時(shí)間周期開(kāi)始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200mA。4腳(重置)-一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。5腳(控制)-這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來(lái)改變或調(diào)整輸出頻率。6腳(重置鎖定)-Pin6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3VCC電壓以下移至2/3VCC以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。7腳(放電)-這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為L(zhǎng)OW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。8腳(V+)-這是555個(gè)計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。2NE55內(nèi)部構(gòu)造及工作原理特性。顯然，NE555電路內(nèi)含兩個(gè)比較器A1和A2、一個(gè)觸發(fā)器、一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)放電晶體管。兩個(gè)比較器分別被電阻R1、R2和R3構(gòu)成的分壓器設(shè)定的?VDD和?VDD。參考電壓所限定。為進(jìn)一步理解其電路功能，并靈活應(yīng)用555集成塊，下面簡(jiǎn)要說(shuō)明其作用機(jī)理。多個(gè)電阻組成的分壓器，使內(nèi)部的兩個(gè)比較器構(gòu)成一個(gè)電平觸發(fā)器，上觸發(fā)電平為?VDD，下觸發(fā)電平為?VDD。在5腳控制端外接一個(gè)參考電源Vc，可以改變上、下觸發(fā)電平值。比較器Al的輸出同或非門(mén)l的輸入端相接，比較器A2的輸出端接到或非門(mén)2的輸入端。由于由兩個(gè)或非門(mén)組成的RS觸發(fā)器必須用負(fù)極極性信號(hào)觸發(fā)，因此，加到比較器Al同相端6腳的觸發(fā)信號(hào)，只有當(dāng)電位高于反相端5腳的電位時(shí)，R—S觸發(fā)器才翻轉(zhuǎn)；而加到比較器A2反相端2腳的觸發(fā)信號(hào)，只有當(dāng)電位低于A2同相端的電位?VDD時(shí)，R—S觸發(fā)器才翻轉(zhuǎn)。3NE555定時(shí)器功能表輸入輸出閥值輸入(VH)觸發(fā)輸入(V12)復(fù)位(RD)輸出(V0)放電管TXX00導(dǎo)通<2/3VCC</13VCC11截止>2/3VCC>1/3VCC10導(dǎo)通<2/3VCC>1/3VCC1不變不變第三節(jié)KD9561簡(jiǎn)介KD9561的引腳圖SEL1SEL2輸出聲音不接不接警車(chē)聲VDD不接火警聲VSS不接救護(hù)車(chē)聲任意接VDD機(jī)關(guān)槍聲kd9561音樂(lè)片，報(bào)警四聲。KD9561是一片CMOS四音音樂(lè)IC，用示波器觀察其輸出端波形為變頻方波信號(hào)，可以認(rèn)為是邏輯電路中的數(shù)字信號(hào)。TWH8778是大功率開(kāi)關(guān)IC，很適合處理數(shù)字信號(hào)，并因其輸入阻抗高而能直接與CMOSIC連接，KD9561輸出的最高頻率不過(guò)為幾千赫茲，TWH8778最高可工作于15千赫茲，因此前者控制后者又不存在數(shù)字信號(hào)的處理時(shí)間問(wèn)題，故將兩者相結(jié)合，可構(gòu)成開(kāi)關(guān)放大式警音發(fā)生器。如用于警車(chē)、救護(hù)車(chē)、救火車(chē)等警報(bào)發(fā)生器。與其它線性音頻功放相比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、性價(jià)比優(yōu)異這幾項(xiàng)突出的優(yōu)點(diǎn)，雖音質(zhì)不盡完善，但用于警報(bào)發(fā)生器卻無(wú)高保真之需，此放大器輸出之功率用于一般警音已可滿足要求。一般與三極管相連組成放大電路，三級(jí)管一般選擇8505或者9013如果聲音太小再增加一個(gè)三級(jí)管放大再原來(lái)一級(jí)放大集電極接一個(gè)電阻組成電壓降再接到二級(jí)三極管基級(jí)電壓第四節(jié)發(fā)光二極管二極管圖它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光

二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負(fù)阻發(fā)光二極管等。本次試驗(yàn)所用的就是普通發(fā)光二極管。普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，使用時(shí)需串接合適的限流電阻。普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長(zhǎng)有關(guān)，而發(fā)光的波長(zhǎng)又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為650~700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為630~650nm，橙色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為610~630nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為585nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為555~570nm。發(fā)光二極管第五節(jié)三極管簡(jiǎn)介半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管又稱“晶體三極管”或“晶體管”。在半導(dǎo)體鍺或硅的單晶上制備兩個(gè)能相互影響的PN結(jié)，組成一個(gè)PNP（或NPN）結(jié)構(gòu)。中間的N區(qū)（或N區(qū)）叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別叫基極B、發(fā)射極E和集電極C，是能起放大、振蕩或開(kāi)關(guān)等作用的半導(dǎo)體電子器件。三極管工作狀態(tài)有三種，放大、飽和、截止，其中又以放大狀態(tài)最為復(fù)雜，主要用于小信號(hào)的放大領(lǐng)域，常用的三極管放大電路形式有：共發(fā)射極放大電路，共集電極放大電路，共基極放大電路三種，其中共集電路用于電流放大（功率放大），共基電路用于高頻放大，共射電路用于低頻放大。三極管放大電路包含靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)兩大類(lèi)，靜態(tài)參數(shù)又稱靜態(tài)工作點(diǎn)，是保證三極管正常工作的基礎(chǔ)，意義是在輸入條件為零時(shí)，晶體管的基極電流Ib，集電極電流Ic，be極之間的電壓Ubc，管壓降Uceq。當(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)，晶體管呈現(xiàn)的輸入電阻Ri，輸出電阻Ro，電壓增益Au等參數(shù)被稱為動(dòng)態(tài)參數(shù)。另外還有一類(lèi)參數(shù)被稱為放大電路頻率特性參數(shù)，主要包括放大電路的低頻端截止頻率，高頻端截止頻率，通頻帶，增益平坦度，幅（度）頻（率）特性曲線等。第五章元件清單第一節(jié)主要元件清單名稱規(guī)格數(shù)量備注電阻2.2M1（全部碳膜電阻）1M1510Ω110K15.1k1240K14.7k1電容100uf1（電解電容）47uf1220uf1二極管IN41481發(fā)光二極管紅色發(fā)光二極管1三極管90133時(shí)基集成電路NE5553揚(yáng)聲器YD57-28Ω1語(yǔ)音集成芯片KD95611第六章：制作與調(diào)試將原器件準(zhǔn)備好，用適當(dāng)大小的電路板焊接好電路，在焊接過(guò)程中一定要小心謹(jǐn)慎不要出現(xiàn)虛焊之類(lèi)錯(cuò)誤，認(rèn)真研究原器件的的各個(gè)引腳，以免焊接過(guò)程中出現(xiàn)失誤。將焊接好的電路板裝入體積合適的絕緣密閉小盒子內(nèi)。連接觸摸電極M的金屬屏蔽線按實(shí)際需要的長(zhǎng)度設(shè)定。該報(bào)警器不需要調(diào)試，一次就可以組裝成功。所以可以免去調(diào)試的麻煩。注意在實(shí)際安裝時(shí)，觸摸電極M也可直接與門(mén)鎖上的金屬部件連接但必須要求與大