某大学电子线路课程设计 触摸式防盗报警器设计.doc

课程设计报告课程名称： 电子线路设计 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 触摸式防盗报警器设计报告一. 设计要求 1主要单元电路和元器件参数计算、选择；2画出总体电路图；3安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象；4调试电路；5电路性能指标测试；6提交格式上符合要求，内容完整的设计报告。二. 设计的作用、目的1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。3、进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。4、培养学生的创新能力。三. 设计方案的选择通过理论计算与研究，此次触摸式报警器总体的电路设计如下图：电路图简单说明： 该触摸式防盗报警器由单稳态触发电路和无稳态多谐振荡器电路等组成。 单稳态触发电路由金属触片a（薄铁片）、场效应晶体管vf和时基集成电路ic1组成。 无稳态多谐振荡器由时基集成电路ic2、电阻器r4、r5和电容器c3等组成。四. 设计的具体实现1 系统概述（1） 设计意向本例介绍的触摸式防盗报警器，可安装在门，窗或保险柜等容易触摸的部位，只要盗窃者的手碰触它，扬声器就会发出警报声 （2） 可行性论证从总体角度出发，电路可行，能够满足技术指标要求，而且各个元器件均可买到，可以实现。（3） 电路的基本工作原理为： 在无人触碰金属片a时，场效应晶体管vf的漏极与源极之间的电阻值很小，ic1的2脚为高电平（高于vcc/3），3脚输出低电平，ic2等组成的振荡器电路不工作，扬声器不发声。 当有人用手接触或靠近金属片a时，场效应晶体管vf漏极与源极的电阻值变大，使ic1的2脚变为低电平（vcc/3），其内部的触发电路翻转，从3脚输出高电平，使ic2等组成的振荡器电路工作，扬声器bl发出响声报警声。2单元电路设计与分析 （1）555定时器集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字，模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5k的电阻，故取名555电路。555电路的内部电路框架图如下图所示：（2）555内部电路及引脚位配置 555定时器的内部电路由分压器，电压比较器c1和c2，简单sr锁存器，放电三极管t以及缓冲器g组成，3个5k的电阻串联组成分压器，为比较器c1，c2提供参考电压。当控制电压端（5）悬空时，比较器c1，c2的基准电压分别为2vcc/3和vcc/3。放电三极管t为外接电路提供放电通路，在使用定时器时，该三极管的集电极（7）脚一般都要外界上拉电阻。当v112vcc/3，v12vcc/3时，比较器c1输出低电平，比较器c2输出高电平，简单sr锁存器q端置0，放电三极管t导通，输出端vo为低电平。当v112vcc/3，v12vcc/3时，比较器c1输出高电平，c2输出低电平，简单sr锁存器置1，放电三极管截止，输出端vo为高电平。v11vcc/3时,简单sr锁存器r=1，s=1，锁存器状态不变，电路保持原状态不变。（3）由555定时器组成的单稳态触发电路及电路的工作波形如下图所示。没有触发信号时vi处于高电平(vivcc/3),如果接通电源后q=0，vo=0,t导通，电容通过放电三极管t放电，使vc=0，vo保持低电平不变。如果接通电源后q=1，放电三极管t就会截止，电源通过电阻r向电容c充电，当vc上升到2vcc/3时，由于r=0，s=1，锁存器置0，vo为低电平。此时放电三极管t导通，电容c放电，vo保持低电平不变。因此，电路通电后在没有触发信号时，电路只有一种稳定状态vo=0。若触发输入端施加触发信号（vivcc/3），电路的输出状态由低电平跳变为高电平，电路进入暂稳态，放电三极管t截止。此后电容c充电，当c充电至vc=2vcc/3时，电路的输出电压vo由高电平翻转为低电平，同时t导通，于是电容c放电，电路返回到稳定状态。（4）由555定时器组成多谐振荡器电路 图5多谐振荡电路接通电源后，电容c被充电，当vc上升到2vcc/3时，使vo为低电平，同时放电三极管t导通，此时电容c通过r2和t放电，vc下降。当vc下降到vcc/3时，vo翻转为高电平。当放电结束时，t截止，vcc将通过r1、r2向电容c充电。当vc上升到2vcc/3时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波，波形如下图： 由于555定时器内部的比较器灵敏高，而且采用差分电路形式，因此用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。（5）系统的占空比通过改变r4，r5，c3参数可以改变振荡频率，从而可以改变输出占空比，公式如下：q=t1t=( r4+r5) (r4+2r5)3电路的安装与调试 原理了解后，进行安装之前，首先要运用所学知识用万用表对发下来的元器件进行校对检验，确保电路的元器件都是好的，再对焊接板进行元器件整体布局，以达到线路整洁，布局美观。接下来就要进行焊接，整个焊接的过程是需要耐心的，尤其是在高温下使用电烙铁需格外小心，避免烫伤灼伤。尽量减少两条线路的共同焊接处，防止焊接不当造成不必要的短路与断路，最后将接地与接输入正极的电线引出，便于后期的调试与检查。第一次调试时，接入电源，扬声器作响，检查电路后发现自己不经意间将第二个555的4脚与电源正极相接；还有第一个555的2脚与6，7脚相接了，致使电路出现故障。重新焊接后再次对电路进行检查，有无虚焊漏焊的地方，用万用表检查了各器件的好坏，并且讲各器件的引脚剪掉，避免较长相互接触，造成不必要的短接。 最后电路接通后，用两只手触碰电容，扬声器作响，手松开，扬声器不响，电路调试成功。四心得体会及建议这次的电子课程设计，是安排在临近期末复习阶段，虽说时间安排有点紧，但这也正好给了我一次温习书本的机会，对加深理解书本上的理论知识有了很大的帮助。这是我第二次做课程设计，有了第一次的设计经历，这一次的设计可谓是驾轻就熟，整个课程设计需要我们独立自主设计电路，焊接电路，找出问题，解决问题，让我们在实践中合理运用理论知识，用理论联系实际的思路思考问题，提高了独立的思考问题和解决问题的能力。并且掌握与巩固了一些电工最基本的技能要求，还了解元器件的工作原理与工作坏境，熟悉他们的内部结构，对以后更好地掌握电子知识打下良好的基础。这次的课程设计还培养了我团队协作精神，大家在一起有什么问题一起讨论，一起解决，比一个人单干好多了，让我以后有足够的勇气去迎接更大的困难与挑战，是一次非常难得的学习经历。在这次设计当中，仍从在有不足之处，主要存在于电路元器件的整体布局与电路焊接的美观程度，希望在以后的学习中得到进一步的完善与提高。五附录元器件清单一览表:材料数量ne5552件扬声器1件8脚插座2件0.1uf电容3件10uf电容1件100uf电容1件15k电