《模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書》

/模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書紅外線報(bào)警器系部：電氣與信息工程指導(dǎo)教師:賈雅瓊小組成員:張軒（1０4001３0130）專業(yè)：電氣自動(dòng)化班級(jí):電氣1０012０12年3月1號(hào)摘要紅外線報(bào)警器一般用作防盜報(bào)警，是一種最常見的報(bào)警裝置，該裝置由紅外線發(fā)射部分、紅外線接收部分、三極管、5５5定時(shí)器以及蜂鳴器組成，可通過發(fā)射的紅外線被物體阻擋時(shí)，紅外線接受部分無法接收到紅外線時(shí)產(chǎn)生信號(hào)，利用三極管特性以及555定時(shí)器控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警并控制其報(bào)警時(shí)長.關(guān)鍵元件紅外線接收部分；三極管;５55定時(shí)器ABSTRACTInfraredａlarmgeｎerallyusedａsaｎtｉ—ｔhｅftalarm，Iｔ'soneofｔｈemｏstｃommoｎalarmｄevice，Tｈedeｖiｃebyinfraredemissiｏnpart,iｎfrareｄｒeceivｅrpart,trｉode,555timingａndbuｚｚeｒcomposition,Throｕghtｈeirwereｂlocked,ｉｎfrarｅdoｂjeｃｔacｃepｔpａrtialcａnnotｒeceｉｖeｉnｆraｒedgeｎｅｒatedwhｅntheｓigｎal,Usinｇｔrioｄechａrａcteristicsanｄ555timｉngcontrolbuｚｚｅrｏｎthepｏliceandcontｒｏｌｉtsaｌarmｄurａt(yī)ｉoｎ。KeywordsIｎfrａredreceiverｐａｒts;Trｉoｄe；5５5tｉming目錄1總體設(shè)計(jì)方案與要求··································４1.１設(shè)計(jì)任務(wù)的功能要求說明·························4１．2設(shè)計(jì)課題總體方案介紹及工作原理說明·············42設(shè)計(jì)電路及其仿真分析································５2．1設(shè)計(jì)電路圖·····································52。2設(shè)計(jì)電路的仿真結(jié)果·····························63硬件電路各部分電路設(shè)計(jì)······························83．1硬件電路圖及各模塊功能簡要介紹·················8３.２PCB圖········································8３．3元器件清單·····································94系統(tǒng)的調(diào)試及性能分析································104。1系統(tǒng)的調(diào)試·····································104.２性能分析·······································115設(shè)計(jì)結(jié)論及體會(huì)······································1１6參考文獻(xiàn)············································117至謝··················································12８附錄··················································121總體設(shè)計(jì)方案與要求1。1設(shè)計(jì)課題任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線防盜報(bào)警器。要求：如果紅外線發(fā)射極與接收級(jí)信號(hào)被隔斷則立即報(bào)警，報(bào)警時(shí)長為30秒。1.２設(shè)計(jì)課題總體方案介紹及總體方案說明１.2.１設(shè)計(jì)課題總體方案介紹該裝置以三極管和555定時(shí)器為核心，采用紅外線發(fā)射管和紅外線接受管為發(fā)射和接受裝置，利用三極管的特性和555定時(shí)器來控制蜂鳴器工作，在紅外線接受管未接收到紅外線時(shí)輸出電平信號(hào)來使蜂鳴器報(bào)警。系統(tǒng)框圖如圖1。１所示。電源電源紅外線接受裝置紅外線發(fā)射裝置三極管555定時(shí)器蜂鳴器圖1．1系統(tǒng)方框圖1.2。2總體方案說明該裝置接通電源后，紅外線發(fā)射管發(fā)出紅外線,紅外線接受管接收到紅外線,紅外線接收器導(dǎo)通,輸出高電平至第一個(gè)三極管,令其達(dá)到飽和狀態(tài)，第二個(gè)三極管接收到第一個(gè)三極管的低電平，便處于截至狀態(tài),555定時(shí)器接收到高電平，輸出低電平至蜂鳴器，蜂鳴器不工作；當(dāng)有人或物體擋在發(fā)射管與接受管之間時(shí)，使接受管接收不到紅外線，此時(shí)，接受管不導(dǎo)通，第一個(gè)三極管接收到低電平，此三極管便處于截至狀態(tài),輸出高電平至第二個(gè)三極管，此三極管達(dá)到飽和狀態(tài),55５定時(shí)器接收到低電平，５55定時(shí)器輸出高電平給蜂鳴器,蜂鳴器開始報(bào)警。2設(shè)計(jì)電路及其仿真2.1設(shè)計(jì)電路圖設(shè)計(jì)其原理電路圖：圖２.1。圖２。１原理電路圖J1:電源R：電阻D１：紅外線發(fā)射器D2:紅外線接收器Q1；一號(hào)三極管Ｑ2:二號(hào)三極管JP1：５５5計(jì)時(shí)器CI:儲(chǔ)能電能C2：濾波電容U１：蜂鳴器2.2設(shè)計(jì)電路圖的仿真結(jié)果在Ｍｕｌtisiｍ中編輯出電路圖（見圖2。2），在紅外線發(fā)射部分中加入一個(gè)開關(guān)來控制紅外線發(fā)射管工作,從而達(dá)到讓紅外線接收管能處于接收到紅外線跟無紅外線接收兩種狀態(tài);用一個(gè)電壓表來代替蜂鳴器，用來檢測當(dāng)紅外線接受管處于不同狀態(tài)時(shí)5５5計(jì)時(shí)器輸出的電平。圖2.２電路仿真圖將開關(guān)閉合,接通電源，此時(shí)紅外線接收器接收到紅外線，處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出高電平至Q1，Q1接收到高電平達(dá)到飽和,Ｑ2接收到低電平，Q2處于截至狀態(tài),555計(jì)時(shí)器接收到高電平，輸出低電平，所以電壓表讀數(shù)為零,見圖2．3.圖2.3然后將開關(guān)斷開，紅外線發(fā)射器停止工作,不發(fā)出紅外線,紅外線接收器接收不到紅外線，其不導(dǎo)通，Ｑ1接收到低電平處于截至狀態(tài)，Q2接到Q1的高電平達(dá)到飽和，555定時(shí)器接收到低電平,555定時(shí)器輸出高電平,所以此時(shí)電壓表讀數(shù)為5Ｖ，見圖2．4。圖２．4３硬件電路各部分電路設(shè)計(jì)３.1硬件電路圖及各模塊功能簡要介紹在PROTＥＬ99中編輯硬件電路圖，見圖3。１。圖3。1J1為電源輸入接口。Ｄ1為紅外線發(fā)射二極管，用來發(fā)射紅外線。D2為紅外線接收二極管，用來接收紅外線,當(dāng)其接收不到紅外線時(shí)不導(dǎo)從而改變其輸出信號(hào),使蜂鳴器報(bào)警。Q1、Q2為三極管,用來調(diào)整電平信號(hào)的輸出。JP1為５55計(jì)時(shí)器,組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，達(dá)到延時(shí)作用.C1與R５組合來調(diào)整報(bào)警時(shí)長。C2為濾波電容,濾去去高頻信號(hào)。U1為蜂鳴器，用來報(bào)警.３。2ＰCＢ圖元件電路圖檢查無誤后，點(diǎn)擊dｅsiｇn中的創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表；新建一個(gè)PCB文檔,點(diǎn)擊deｓigｎ導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表,確認(rèn)各元件編號(hào)及封裝無誤后進(jìn)行編輯。編輯好后并進(jìn)行覆銅,見圖3.2。圖3.２3。３元器件清單列出各元器件的大小，編號(hào)及封裝。見表3。1。元器件名稱元器件參數(shù)元器件編號(hào)元器件封裝蜂鳴器U１AXIAL0。4電容１000UＦC172４3電容0。0１UFＣ27２４3插座J１SIP255５定時(shí)器JP1DIＰ8紅外線發(fā)射器D1DIODＥ0。4紅外線接收器Ｄ2AXＩAL0.4三極管Q１TO-５三極管Q2TO-5電阻1KΩR1AXIAＬ0。4電阻１０0ΩR2AXIＡＬ0．4電阻40KΩR3AXIAL０。4電阻22０ΩR4AXＩAL0.4電阻30ＫΩR5ＡＸIＡＬ0。4電阻1０0ΩR6AXIＡL０.4表3.１４系統(tǒng)的調(diào)試及性能分析4.１系統(tǒng)的調(diào)試（１）將ＰCB圖印制并壓覆到電路板上，將電路板進(jìn)行腐蝕處理。（２)進(jìn)行鉆孔并將各元器件焊接到電路板上.并用萬用表檢測各元件是否接好、焊接無誤。（3）接通5V電源，讓裝置進(jìn)行工作。４．2紅外線報(bào)警器的性能分析此紅外線報(bào)警器屬于主動(dòng)式紅外線報(bào)警系統(tǒng)，主要由系統(tǒng)自發(fā)發(fā)射接收紅外線,由發(fā)射電路部分通過紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線,然后通過紅外線接收電路中的紅外線接受管接收紅外線，正常情況下，發(fā)射與接收活動(dòng)正常，當(dāng)有人或物擋住，使得接收中斷,改變其輸出電平信號(hào)，通過三極管與５55計(jì)時(shí)器控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。5設(shè)計(jì)結(jié)論及體會(huì)5。１設(shè)計(jì)結(jié)論及體會(huì)該裝置中所用元器件都非常便宜并實(shí)用，原理也簡易，適用于開發(fā)實(shí)用性家用報(bào)警，安裝和實(shí)用都十分簡便.通過這次課題設(shè)計(jì),提高了自己各方面的能力,例如對(duì)書本基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，對(duì)資料的查找方法,對(duì)自己知識(shí)面的擴(kuò)展都有相應(yīng)的提高.更加的熟悉了各種元器件的使用方法與其用途.6參考文獻(xiàn)康華光編《電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分》，北京高等教育出版社，２0０1年1月版?張憲編《電子電路制作指導(dǎo)》,北京化學(xué)工業(yè)出版社，2005年８月版楊志忠主編《數(shù)字電子技術(shù)》，北京高等教育出版社胡宴如主編《模擬電子技術(shù)》第三版,北京高等教育出版社致謝本次實(shí)驗(yàn)特別感謝賈雅瓊湯群芳胡新晚王小虎肖文英胡紅艷黃海波附錄（簡單儀器原理與設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)是電子信息工程專業(yè)學(xué)生所必修的，是實(shí)踐教學(xué)不可缺少的