(精品论文)多路防盗报警器毕业论文

xxxxxxxxx 学院 毕业生毕业项目设计 学生姓名 xxx 学生学号 30811090150 专 业 电子信息工程技术 系 别 通信工程系 指导教师 xx 指导系部 通信工程系 2010 年 12 月 23 日 多路防盗报警器多路防盗报警器 摘要：摘要： 近年来，随着改革开放的深入发展，人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产 品和贵重物品为许多家庭所拥有，并且人们手中特别是城市居民的积蓄也十分可观。因此， 越来越多的居民家庭对财产安全问题十分关心。目前，许多家庭使用了较为安全的防盗门， 如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保 证财产安全方面发挥更加有效的作用。此外，一些仓库的防盗工作也日益严峻，仅用人来 值守的年代已经不复存在，需要一种无人值守全自动的防盗方式。为此，提出“多路防盗 器”的设计。 Abstract:In recent years, with the further development of reform and opening up, peoples living standards greatly improved.A variety of high-end home appliances and valuables owned by many families and people in the hands of urban residents in particular, savings are very substantial.Therefore, more and more households are concerned about security issues on the property.Currently, many families use a more secure security door, if the design and production of a low cost, performance, sensitive and reliable anti-theft alarm for residents of the home, will ensure the property in the security and play a more effective role.Furthermore, some warehouse work increasingly serious security, only people on duty in the era and no longer need the security of a fully automated unattended way.To this end, that “multi-alarm“ design. 关关键词键词： ： 财产、防盗、自动、报警器、安全 Keywords: Property、Theft、Auto、Alarm、Security 目目 录录 1 绪论 .1 2 总体方案设计 .1 2.2 报警器原理图及原理 .2 3 电源电路 .3 3.1 电源电路相关说明 .4 3.2 控制电路及设计说明 .4 3.3 报警声产生电路 .5 3.4 报警声产生原理及说明 .7 4 单元电路间的连接方法 .8 5 电路参数计算 .8 5.1 电源电路参数计算 .8 5.2 控制电路参数计算 .8 5.3 控制电路参数计算 .9 毕业设计总结： .9 参考资料： 10 第 1 页 共 10 页 1 1 绪论绪论 现今在研制高精度、高性能、多功能的防盗报警器时，均采用微处理器使 之成为智能防盗报警系统，而在防盗报警系统中使用最多的微处理器就是单片 机，它能解决传统防盗报警器不能或不易解决的难题。随着微电子学的进步以 及计算机应用的日益广泛，防盗报警系统已经取得了巨大的进展，主要得益于 硬件集成电路的不断发展。目前已出现了许多超大规模 CMOS 集成电路芯片， 如新一代增强型单片机，其内部集成了许多新的功能部件，使用户有了更大的 选择范围。采用 CMOS 芯片组成的防盗报警系统可以采用干电池供电，从根本 上解决了市电工频干扰问题，且使仪器小型化，便于携带。还有近来出现的许 多数字信号处理芯片(DSP)，如 TI 公司的 TMS320 系列数字信号处理电路，其 运算速度非常快，特别适用于数字信号处理防盗报警。 2 2 总体方案设计总体方案设计 防盗报警器的关键部分是报警控制电路，由控制电路控制声、光报警信号 的产生。 采用运算放大器进行控制。运算放大器可将由传感器获得的微弱信号进行 放大，从而使电路发出声、光等报警信号。正常情况下，运算放大器不工作， 直到有信号才工作，将信号放大后送入 NE555 时基电路和阻容组件组成音调震 荡器，输出音频信号使扬声器发声报警，传感器可采用压力传感器。实现方法， 可将压力传感器装在门或窗户等处。 此方案需要使用运算放大器，使电路变得复杂。而且，目前市场上很难买 到运算放大器。此外，运算放大器的价格比普通组建都要贵，这也增加了设计 成本。 采用三极管与可控硅进行控制，无偷盗情况时，使三极管处在截止状态， 则被控制的声光信号产生电路不工作，一旦有偷盗情况，立即使三极管导通， 被控器的声、光信号产生电路产生声、光报警信号，呼叫值班人员采取相应措 施。电网正常供电时，通过电源变压器降压后经过整流、滤波及稳压得到报警 器所需的直流电压，为防止电网停电，在控制器的输入段设置有备用直流电源， 保证报警器在停电时能持续正常工作。 第 2 页 共 10 页 2.22.2 报警器原理图及原理报警器原理图及原理 图图 1 1 多路防盗报警器原理框图多路防盗报警器原理框图 （1）控制电路由三极管 3DG12、电阻 R1、R2、R3 和可控制硅 SCR1 共同组 成，如图 2 所示。电源电压 12V 通过 R2 给三极管 3DG12 提供基极直流偏置， 初始状态下，开关 S1 断开。三极管基极无电流，三极管发射极没有偏置电压， 使三极管处于截至状态。此时，可控硅的控制极上无信号或者仅有微小的信号， 可控硅不能导通。正常情况下，可控硅的 T1、T2 极间有正向偏压，但不导通。 一旦开关 S1 被触碰，将使整个电路导通，由于有电解电容，三极管导通前， 电路先给三极管充电，直到三极管基极具有足够的电压使三极管发射极正偏， 电压应高于 0.7V。可控硅即晶闸管导通后吗，使报警电路工作，发出声、光报 警信号。 （2）电网电压通过电源变压器降压后，经整流桥整流，电容器滤波，三 端集成稳压器稳压后供给控制电路，同时将备用直流电源通过二极管并入控制 电路的输入端。电网电压正常供电时，二极管截止，一旦电网停电，二极管导 通，备用电源自动供电。 （3）指示灯采用灯泡显示，控制电路输出信号使其发光。显示器可接不 同设防地点进行编号。采用 NE555 时基电路和阻容组件组成音调振荡器，控制 器输出信号 VO控制其工作。NE555 输出音频信号再通过放大电路放大后扬声器 发声警报。 第 3 页 共 10 页 图图 2 2 控制电路图控制电路图 3 3 电源电路电源电路 图图 3 3 电源电路图电源电路图 第 4 页 共 10 页 3.13.1 电源电路相关说明电源电路相关说明 除去备用直流电源的电源电路，家庭电路中的 220V 经过变压器降压后变 为交流 15V，再使用由四个相同型号整流二极管组成的整流电路整流，而后又 经过电解电容 C7 与瓷片电容滤波后得到 220V 的直流电压。然后再用型号为 78L12 国际上普遍使用的 12V 三端集成稳压块稳压，通过稳压即可得到比较理 想的 12V 直流电压。三端集成稳压块之后的电路上又并联了容量为 47nF 的瓷 片电容与容量较大的电解电容将低于 12V 少量电压放大，除此之外，C10 与 C8 还有保护电路的作用。即当电网断电瞬间，电容上仍然充满了电荷，电容开始 放电，等到电容两端的电压小于 11.3V 时，二极管 D7 开始导通，备用直流电 源开始工作。三端稳压块采用国际上较为常用的 78L12，可以稳定 12V 的直流 电压。 3.23.2 控制电路及设计说明控制电路及设计说明 本多路报警器要控制的电路有 6 路。在电路中起到控制声光报警信号产生 的作用。控制电路有多种设计方法，也可以用多种元件实现。在次选择较简单 的三极管与可控硅实现。可控硅的导通条件是有正向偏压，然后如果控制极上 有一个高于阴极的电压信号，该可控硅便导通。其外，可控硅的一个重要特点 是，一旦导通后，就可以维持导通状态，与控制极不再有关系。可利用可控硅 的这种特性与三极管的导通条件设计控制电路。可将接触式开关串在三极管的 基极上，正常情况下，开关断开，三极管基极上没有电压，仅有集电极直接与 电源相连。要使三极管能正常工作，应先调节三极管的静态工作点，使其工作 在放大区。这样，三极管导通后才能将基极上微小的电流放大后送到发射极。 在发射极上串联一个较大的电阻，这样一来，在三极管导通后，发射极上电阻 能获得较大的电势差，然后将其加到可控硅的控制极与阴极上，可控硅就迅速 导通。另外，考虑到接触式开关防盗应用中开关不可能合上以后就不再断开。 一般情况下，接触式开关只是短暂的闭合，为了延长电路的工作时间，可在三 极管的基极与地之间并联一个电解电容，用于延迟电路导通和延续电路的道童 状态。 第 5 页 共 10 页 图图 4 4 控制电路图控制电路图 控制电路是整个多路防盗报警器电路的核心。起着控制声光报警信号产生 的作用。如图 4，可控硅的右侧是声光报警信号的输入端，由图可看出，只要 可控硅导通，声光报警信号便可发出。控制电路的右侧是产生报警信号的电路， 其电路也极其简单，只需要将一个较大的电阻与灯泡串联后接到电源上。图中 D1 也有重大作用，产生报警信号电路只有通过 D1 然后通过可控硅，才能正常 产生报警信号。要使二极管 D1 导通，需要其有正向偏压。要达到此目的，需 要使 R4 阻值较大及其使灯泡有一个较大的功率，使二极管的阴极电位较低。 次控制电路中，三极管静态工作点的调试也比较重要，电路导通时应使三极管 工作在放大区。 3.33.3 报警声产生电路报警声产生电路 首先考虑使用 555 时基集成电路，不仅是因为其使用广泛，它也有其独特 第 6 页 共 10 页 的作用。 图图 5 5 555555 定时器内部框图定时器内部框图 555 时基电路的工作过程：555 电路的内部电路方框图如图 5 所示。它含 有两个电压比较器，一个基本 RS 触发器，一个放电开关管 T，比较器的参考电 压由三只 5K 电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器 A1 的同相输 入和低电平比较器 A2 的反相输入端的参考电平为 2/3VCC 和 1/3VCC。A1 与 A2 的输出端控制 RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自 6 脚，即高电 平触发输入并超过参考电平 2/3VCC 时，触发器复位，555 的输出端 3 脚输出低 电平，同时放电开关管导通；当输入信号自 2 脚输入并低于 1/3VCC 进，触发 器复位，555 的 3 脚输出高电平，同时放电开关管截止。 RD 是复位端（4 脚） ，当 RD0,555 输出低电平。平时 RD 端开路或接 VCC。Vc 是控制电压端（5 脚） ，平时输出 2/3VCC 作为比较器 A1 的参考电平， 当 5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另 一种控制，在不接外加电压时，通常接 0.01uF 的电容器到地，起滤波作用， 以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T 为放电管，当 T 导通时，将给 接于脚 7 的电容器提供低阻放电通路。555 定时器主要是与电阻、电容构成充 放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和 放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便 地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。 第 7 页 共 10 页 一般的报警声不是连续的声音，应该是间断的有高有底的声音。实现方法 是用 RC 振荡电路产社会功能振荡信号然后送入 555 时基集成电路，再由 3 脚 输出振荡信号。考虑到不应有负信号，故需要在 555 集成电路的 3 脚上接一个 整流二极管，通过整流后还应用点击电容滤掉直流信号，这样报警信号的效果 会更好。但是，仅由 555 时基集成电路 3 脚输出在经过整流隔直的振荡信号很 小，不能直接驱动扬声器发出报警声音，故需要在输出端增加一个放大电路单 元。放大电路选用两级放大，提高增益，使输出端得到较高的振荡信号，并能 驱动扬声器产生报警信号。 3.43.4 报警声产生原理及说明报警声产生原理及说明 图图 6 6 报警声产生原理图报警声产生原理图 图 6 中 I 点为电源输入端，为整个报警声产生电路供电。G 点为接地端， 如果 G 端能正常接地，整个报警声产生电路将接通，振荡信号便能驱动扬声器 发出报警声。控制电路正是利用控制 G 端来达到控制整个报警声产生电路的目 的。即将 G 点输出信号通过二极管接到可控硅的阳极，这样一来，可控硅就控 制了整个报警声产生电路。在 I 点与 G 点之间，555 时基集成电路与 R25、R26、C11 共同组成无稳态多谐振荡器。振荡频率 f=1.44/(R25+2R26) /C11，振荡频率为 668Hz。在 555 之后，12V 直流电源保证输出级放大电路能 第 8 页 共 10 页 正常工作。R27 用一个较大的电阻使三极管工作在放大区。T7 为硅材料 NPN 型 高频中功率管，T8 为锗材料 PNP 型低频小功率管。两个晶体管构成两级放大电 路。 4 4 单元电路间的连接方法单元电路间的连接方法 电源电路主要作用是为整个电路提供持续不断的 12V 直流电源供应，以保 证有偷盗情况时电路能正常产生报警信号。电源电路输出端直接连接至控制电 路与报警声信号产生电路的输入端。控制电路通过可控硅连接报警光信号与报 警声信号产生电路，并控制报警声、光信号的产生。报警声信号产生电路控制 电路之间又连一个二极管，然后才连到可控硅的阳极上。 5 5 电路参数计算电路参数计算 5 5. .1 1 电源电路参数计算电源电路参数计算 组成整流桥的四个整流二极管型号相同。每个二极管的耐压值为：= RM V ，平均电流为：由于电路中没有负载电阻，VV 2 . 21152 L LD R II 1545 . 0 2 1 所以正常情况下，二极管中的电流很小。 经过滤波后的电路电压为：。VVVVVVC15215 . 14 . 14 . 12 2229 时间常数：，。253 d T CRLs f T02 . 0 50 11 二极管 D7 耐压值为：12V。 5 5. .2 2 控制电路参数计算控制电路参数计算 由于各路电路相同，各路电路的参数也相同。 以第一路为例，取 R1=43k，R2=180，三极管为高频小功率管。 三极管静态工作点的计算： )( )1 ( )1 ( 32 311 31 RRIVV II RWR VV I RRRIVV CCCCE BC BECC B WBBECC 指示灯泡的额定电压为 8V，额定电流为 0.15A，额定功率为 第 9 页 共 10 页 80.15=1.2W，电阻为：。 3 . 53 2 . 1 88 1 DS R 则，可控硅的正向电流大于 0.15A，二极管 D1700 3 . 53 15 . 0 7 . 012 4 R 阴极的电位为 0.7V。 5 5. .3 3 控制电路参数计算控制电路参数计算 R25、R26、C11 与 555 构成音调振荡电路，振荡频率为： ，振荡频率为 668Hz。11)26225/(44 . 1 CRRf 三极管 T7 的静态工作点计算： 4 . 1 2 22 27 2 2 CCCE BC BECC B VV II R VV I 电阻均选用碳膜电阻器，6 只电位器选用普通的，可用起子直接调节其阻 值。普通电容选用瓷片电容，在电容表面都标有标号。电解电容容值都已知道， 在选择电容时，可选耐压值为 35V 的电解电容，也可选择耐压值更高的。二极 管型号大多相同，为 N 型硅材料小信号管。三极管 T1T7 选用硅材料 NPN 型高频小功率管。而三极管 T8 选用锗材料 PNP 型低频小功率管，可控硅选用 普通反向阻断型，1A 耐压 100W，正向管压降 0.4V1.2V。指示灯的型号为 XZ8-0.15，额定电压为 8V，额定电流为 0.15A。变压器为 15V 变压器，有三个 短线，较为常见。 毕业设计总结毕业设计总结：