硬件课程设计--自动声光防盗报警器.doc

电子信息工程学院硬件课程设计实验室课程设计报告题 目：自动声光防盗报警器年 级：2011级专 业：电子信息工程学 号：11111027学生姓名：占必强指导教师： 汪汉新 2013年10月 18日课程设计报告书目录1、功能与技术指标：2、 设计方案与方案比较2、 原理框图及电路图3、单元电路设计与参数计算4、安装调试6、测试分析（Vcc=5V）7、小结81、功能与技术指标： 设计一种具有时间可调的自动声光防盗报警实用型电路。在正常的指定时间内(30秒)完成操作时，报警器不会报警；而当操作时间超过指定时间时，它就会发出声光报警信号(60秒)。 要求设置的时间可调，报警时声音和光闪烁同时显示。、 设计方案与方案比较方案1：第一部分为555定时器组成的施密特触发延时器，设定延时为30s并可调节，在30s内触发开关S2不会会引起警报，但若操作超过30s，则一旦触发开关S2延时器输出一段有效信号触发第二级。第二部分为555定时器组成的单稳态触发器，接受第一级触发后输出60s的有效信号，并作为音乐芯片的输入使扬声器发出60s的警报。第三部分为555定时器组成的多谐振荡器，将第二级的输出信号作为振荡器电源供电的输入，在有效信号时间内工作，实现红色发光二极管60s闪烁。该方案电路简单可行，便于调试。方案2：采用传感器采集外部信号，经三级管放大触发NE555构成的单稳态电路，输出接后级声光报警电路（555定时器构成的60s单稳态和多谐振荡器）。30s内触发信号消失，报警器不工作；超过规定时间，报警器报警60s。该方案需用到传感器和光电耦合方式，电路较复杂。综上，选择方案1.、 原理框图及电路图触发电路施密特触发电路30s RC延时电路声光报警电路60s延时单稳电路电源供电图1 原理框图图2 总电路原理图图3 实物图、单元电路设计与参数计算 1. 延时电路。J1打向Vcc时，电容开始充电，Vc1由0增大到2/3Vcc耗时30s。在30s内，若按下J2，则施密特触发器输出高电平；若超过30s再按下J2，由于Vc12/3Vcc，故施密特触发器输出低电平。R4为2M电位器，C1=22uF,延时t=1.1R4*C1。见图4图42. 单稳态触发器，输入信号由高电平变为低电平后，输出为一段设置宽度的高电平，Tw=1.1R1*C2 , 取R1=2M可调，C2=100uF,在220s内可调，如图6所示。图63. 振荡器，使能信号为高电平有效，接受第二级的有效信号开始工作，根据TH=(R2+R5)Cln2 TL=R5ln2 取R2=R5=47K，C3=22uF，闪烁频率为1/(TH+ TL)=1Hz。如图7所示图7、安装调试 准备步骤;1. 列好所需元件清单。见表12. 按照电路图在面板板上搭建电路。3. 初步测试电路功能，在测试后将元件焊在电路板上。4. 测试并记录各项数据。调试步骤:1. 按下开关，操作时间和报警时间未达到指定要求，调节两个电位 器，使延迟时间和报警时间达到要求。2. 报警时，LED闪烁频率约1Hz。 表1清单原件 名称 型号数量可调电阻2M可调2电阻47K，500K，1K，240K各1个4电阻5101瓷片电容105，1032电解电容100u，22u各1个2发光二极管红色，绿色各1个 2晶体三极管90131时基电路NE5553报警音乐芯片CK95611扬声器81开关自锁开关2、测试分析（Vcc=5V） 表2 测试结果第 一 次是否触发测试结果A点电压B点电压延时时间10.7s报警时间18.75s触发前3.42v7.8mVR=411kC=22uFR=149kC=100uF触发后2.0mV3.44V第 二 次是否触发测试结果A点电压B点电压延时时间10.1s报警时间30.5s触发前3.41V8mVR=409kR=268k触发后2.1mV3.42VC=22uFC=100uF输出波形图8 输出波形实际值与理论值有些误差，可能的原因：1.元器件的值与理论值有较大误差，特别是电容；2.测试时的偶然误差，如：人的反应时间，读数误差，测量器材的精度问题，对测试结果的处理以及理论分析中的误差（ ln2值的近似）。、小结通过这次硬件课程设计，让我学到了很多东西。首先，我学会了独立思考，自己设计电路，学以致用，这是我第一次设计电路，虽然难免出错，但受益匪浅。其次，我学会了团队合作，大家一起设计电路，一起在面包板上搭建电路，一起调试，最后一起焊接，这对我以后工作意义很大，很大程度上提高了动手和实践能力。同时，我也认识到自己的不足，知识掌握的不够全面，很多知识模棱两可，在以后的学习中我会更加认真，学而时习之，才能掌握的更好，为以后工作打下基础，其次，动手能力还是比较欠缺，虽然做了很多次实验，但独立动手实践能力还是不够，以后要多动手。这次实验是我大学中不可多得的财富，激励我的学习兴趣，很大程度上培养了动手和动脑的能力，使我在以后的学习和生活中有针对性的锻炼，为