(精品论文)555磁控防盗语音信号报警电路 论文

555磁控防盗语音信号报警电路摘要该设计555单稳态触发器为核心的磁控语言防盗报警电路，配合磁控开关以及语音报警电路实现报警功能。主要组成为磁控开关触发与单稳态延时电路、报警语音发声电路和语音功放电路。工作原理可概括为当磁控开关的永久磁铁分开时，555单稳态触发器发出一个高电平信号，向报警语音发声电路提供触发信号和工作电源，由LM386 组成报警语音的功放电路发出报警语音放大，扬声器发出报警。现实生活中实现时，永久磁铁需安装在门窗或被保护的物体上，当门窗打开或保护物体移动时，磁铁分开，此时报警电路会发出警报声提醒主人。关键词：触发器，磁控开关，功放，报警ABSTRACTThe design 555 single policy to trigger the magnetic control language core burglar alarm circuits with magnetic control as well as the police to voice alarm circuit functions.Major groups to trigger the magnetic control on single circuit alarm time voice voice circuits and voice amplifier circuitThe work can be summarized as magnetic control of the permanent magnet, 555 issued a single step trigger Signal Alarm high voltage circuits to voice audible signal and triggered by the power of LM 386 Group alarm voice amplifier circuit issued a warning Voice loud speakers to enlarge alarmReal life, the permanent magnet installed on the protection of the doors and windows when the doors and windows objects Moving Objects magnet protection at a time when a warning sound alarm circuits reminded owners.Keywords：trigger，The magnetic control, amplifier，alarm目录第1章 绪论1.1本论文的意义与背景1.11背景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。1.12意义报警器应用于各个领域，只要涉及到私人、群众以及国家利益的时候，防盗装置就必不可少。一般防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。这对于保障居民的生命财产安全，提高公安、消防、医疗、保安等部门的快速反应能力，有着十分重要的意义。1.2本论文主要内容1.21 555单稳态触发器单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。由于单稳态触发器具有这些特点，常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。1.22磁控开关磁控开关即磁开关入侵探测器。由永久磁铁和干簧管两部分组成。干簧管又称舌簧管，其构造是在充满惰性气体的密封玻璃管内封装2个或2个以上软铁电极。在自然状态下，两个电极不接触的叫常开式，接触的叫常闭式。1.23语音报警电路本论文中报警电路时由LM386 组成报警语音的功放电路，它将LQ46 发出的报警语音放大后，通过扬声器发出响亮的报警声。1.3本论文结构安排第一章绪论用来阐述论文研究的背景以及主要内容，对目前该设计在市场和学术领域的价值以及发展现状，对论文做一个比较概要的描述。第二章主要来详细描述本论文中用的详细理论，各个模块的设计方案以及原理介绍。第三章对本论文中设计对象的实现过程和实现结果做一详细描述。1.4报警器的分类目前市场主流的报警器主要分为磁控开关报警器、震动报警器、声报警器、超声波报警器、电场报警器、微波报警器、红外报警器、激光报警器和视频运动报警器。其中磁控报警器还是应用非常广泛的一种报警器，本论文主要研究与设计的就是目前市场上比较主流的磁控语音报警电路，下面来阐述我设计的磁控语音防盗报警电路的研究流程。第2章2.1 555单稳态触发器2.11 电路组成及工作原理（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态当电路无触发信号时，vI保持高电平，电路工作在稳定状态，即输出端vO保持低电平，555内放电三极管T饱和导通，管脚7“接地”，电容电压vC为0V。（2）vI下降沿触发当vI下降沿到达时，555触发输入端（2脚）由高电平跳变为低电平，电路被触发，vO由低电平跳变为高电平，电路由稳态转入暂稳态。（3）暂稳态的维持时间在暂稳态期间，555内放电三极管T截止，VCC经R向C充电。其充电回路为VCCRC地，时间常数1=RC，电容电压vC由0V开始增大，在电容电压vC上升到阈值电压之前，电路将保持暂稳态不变。图21用555定时器构成的单稳态触发器及工作波形（4）自动返回（暂稳态结束）时间当vC上升至阈值电压时，输出电压vO由高电平跳变为低电平，555内放电三极管T由截止转为饱和导通，管脚7“接地”，电容C经放电三极管对地迅速放电，电压vC由迅速降至0V（放电三极管的饱和压降），电路由暂稳态重新转入稳态。（5）恢复过程当暂稳态结束后，电容C通过饱和导通的三极管 T放电，时间常数2=RCESC，式中RCES是T的饱和导通电阻，其阻值非常小，因此2之值亦非常小。经过（35）2后，电容C放电完毕，恢复过程结束。恢复过程结束后，电路返回到稳定状态，单稳态触发器又可以接收新的触发信号。2.12 主要参数估算(1) 输出脉冲宽度tW输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间，也就是定时电容的充电时间。由图8.41（b）所示电容电压vC的工作波形不难看出vC（0+）0V，vC（）=VCC，vC（tW）=，代入RC过渡过程计算公式，可得 上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度tW仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节tW。（2）恢复时间tre一般取tre=（35）2，即认为经过35倍的时间常数电容就放电完毕。（3）最高工作频率fmax若输入触发信号vI是周期为T的连续脉冲时，为保证单稳态触发器能够正常工作，应满足下列条件： T tWtre即vI周期的最小值Tmin应为tWtre，即 Tmin= tWtre因此，单稳态触发器的最高工作频率应为 需要指出的是，在图21所示电路中，输入触发信号vI的脉冲宽度（低电平的保持时间），必须小于电路输出vO的脉冲宽度（暂稳态维持时间tW），否则电路将不能正常工作。因为当单稳态触发器被触发翻转到暂稳态后，如果vI端的低电平一直保持不变，那么555定时器的输出端将一直保持高电平不变。解决这一问题的一个简单方法，就是在电路的输入端加一个RC微分电路，即当vI为宽脉冲时，让vI经RC微分电路之后再接到vI2端。不过微分电路的电阻应接到VCC，以保证在vI下降沿未到来时，vI2端为高电平。2.13 集成单稳态触发器1. TTL集成单稳态触发器74121的逻辑功能和使用方法图22（a）是TTL集成单稳态触发器74121的逻辑符号，（b）是工作波形图。该器件是在普通微分型单稳态触发器的基础上附加以输入控制电路和输出缓冲电路而形成的。图22 集成单稳态触发器74121的逻辑符号和波形图（a）逻辑符号 （b）波形图它有两种触发方式：下降沿触发和上升沿触发。A1和A2是两个下降沿有效的触发输入端，B是上升沿有效的触发信号输入端。vO和是两个状态互补的输出端。Rext/Cext、Cext是外接定时电阻和电容的连接端，外接定时电阻Rext（阻值可在1.440k之间选择）应一端接VCC（引脚14），另一端接引脚11。外接定时电容C（一般在10pF10F之间选择）一端接引脚10，另一端接引脚11即可。若C是电解电容，则其正极引脚10，负极接引脚11。74121内部已经设置了一个2k的定时电阻，Rint（引脚9）是其引出端，使用时只需将引脚9与引脚14连接起来即可，不用时则应让引脚9悬空。表2.1是集成单稳态触发器74121的功能表，表中1表示高电平，0表示低电平，表2.1 集成单稳态触发器74121的功能表图23表明了集成单稳态触发器74121的外部元件连接方法，图（a）是使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发连接方式，图（b）是使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发连接方式。图23 集成单稳态触发器74121的外部元件连接方法(a) 使用外接电阻Rext (下降沿触发) (b)使用内部电阻Rint (上升沿触发)2主要参数(1) 输出脉冲宽度tW 使用外接电阻： tW 0.7RextC 使用内部电阻： tW 0.7RintC（2）输入触发脉冲最小周期Tmin Tmin= tWtretre是恢复时间。（3）周期性输入触发脉冲占空比q 定义： q = tW/T式中T是输入触发脉冲的重复周期，tW是单稳态触发器的输出脉冲宽度。 最大占空比： qmax= tW/ Tmin 74121的最大占空比qmax，当R=2k时为67%；当R=40k时可达90%。不难理解，若R=2k且输入触发脉冲重复周期T=1.5S，则恢复时间tre=0.5S，这是74121恢复到稳态所必需的时间。如果占空比超过最大允许值，电路虽然仍可被触发，但tW将不稳定，也就是说74121不能正常工作，这也是使用74121时应该注意的一个问题。3. 关于集成单稳态触发器的重复触发问题集成单稳有不可重复触发型和可重复触发型两种。不可重复触发的单稳一旦被触发进入暂稳态以后，再加入触发脉冲不会影响电路的工作过程，必须在暂稳态结束以后，它才能接受下一个触发脉冲而转入下一个暂稳态，如图24（a）所示。而可重复触发的单稳态在电路被触发而进入暂稳态以后，如果再次加入触发脉冲，电路将重新被触发，使输出脉冲再继续维持一个tW宽度，如图24（b）所示。图24 不可重复触发与可重复触发型单稳态触发器的工作波形（a） 不可重复触发型 （b）可重复触发型74121、74221、74LS221都是不可重复触发的单稳态触发器。属于可重复触发的触发器有74122、74LS122、74123、74LS123等。有些集成单稳态触发器上还设有复位端（例如74221、74122、74123等）。通过复位端加入低电平信号能立即终止暂稳态过程，使输出端返回低电平。2.3单稳态触发器的应用2.31 延时与定时（1）延时在图25中，v/O的下降沿比vI的下降沿滞后了时间tW，即延迟了时间tW。单稳态触发器的这种延时作用常被应用于时序控制中。（2