具有时间识别功能的门锁报警器的设计.doc

黄河科技学院毕业设计说明书 第 21 页 具有时间识别功能的门锁报警器的设计摘 要随着时代的不断进步，人们生活水平得到了很大的改善，对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是家居安全方面不得不时时留意那些不速之客。许多小区、家庭都安装了报警系统，所以具有时间识别功能的门锁报警器得到了广泛的应用。门锁报警器主要是根据开门时间来判断是主人还是小偷。主人开门时正常开门，一般在30s内可完成，它不会报警，而陌生人或小偷撬门不是正常的开门，通常费时较长，一旦时间超过30s，它就会自动发出报警声，具有较大的实用价值。本设计主要采用触摸电极片和555时基电路，结合一些电阻电路产生报警信号，然后放大输出。触摸式延时识别门锁报警器电路由报警触摸信号输入与报警声延续时间控制电路、报警声触发与开锁时间定时电路和报警声发声与输出电路组成。它们的组成元器件有：传感器、NE555时基发生器、放大器和扬声器等。本系统功能实用、节能，使用灵活性好，安全系数高，适用范围广，生产成本低， 因此，该类门锁报警器有望成为锁业的主流产品。关键词：时间控制能力，门锁报警器，NE555时基发生器，放大器，扬声器 Has the time recognition function locks alarm designAbstractAs the times continued progress, peoples living standards have been greatly improved environment and security of the sets higher demands, especially the home safety have to constantly pay attention to the unexpected guests. Many communities and families installed alarm system, and therefore have time to lock alarm recognition has been widely used. Locks alarm is mainly based on the time to judge is the owner or the thief. When the owner opened the door normally and completed within 30s, it does not alarm, but a stranger or a thief breaking open the door is not normal, usually takes longer, if more than 30s, it will automatically sound an alarm, with more great practical value.The design mainly uses the touch electrode and 555 time-base circuit, combined with some resistance circuit produces alarm signals, then amplified output. Touch delay recognition door lock alarm signal circuit from the alarm input and alarm touch duration control circuit, alarm trigger, and lock time audible alarm timer circuit and the output circuit. The composition of their components are: sensors, NE555 time base generator, amplifiers and loud speakers. The system functional and practical, energy saving, use of good flexibility, high safety factor, for a wide range of low cost, that such a lock alarm lock industry is expected to become mainstream products.Keywords: control of time, Locks alarm，NE555 alarm, amplifiers, speaker目 录1绪论11.1课题的背景及目的11.2课题研究方法22门锁报警器的工作原理33系统硬件的设计53.1触摸式传感器53.2放大电路63.2.1放大电路的主要内容63.2.2常见的放大电路63.2.3重要概念73.3 NE555时基电路93.3.1 NE555的特点93.2.2 555触摸定时开关93.3.3 NE555电路的内部结构103.4报警电路124门锁报警器电路PCB板制作134.1制作元器件封装134.2封装形式的确定134.3 PCB电路板绘制134.3.1 PCB电路板设计原则134.3.2电路PCB板设计144.4 硬件的调试16结 论18致 谢19参考文献201绪论1.1课题的背景及目的随着时代的不断进步，人们生活水平得到了很大的改善，对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是家居安全方面不得不时时留意那些不速之客。许多小区、家庭都安装了报警系统，所以具有时间识别功能的门锁报警器得到了广泛的应用。所谓门就是装在房屋，车船或是封闭起来的地方的能开关的障碍物。因为设置门的目的是为了管理者能够方便的进入，而其他人不能够随便进入的装置，所以一个门的好坏取决的主要因素就是它的安全性。门除了对结构有特殊的要求外，核心部分门锁是决定门安全系数的最重要因素。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能用通过各种手段把它打开。在出入人很多的通道钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。近年来计算机技术的飞速发展，企业有了更多的需求门锁防盗报警器。在选择使用防盗报警器前，先认识一下防盗报警器。防盗报警器作为光学、机械、电子、软件应用等技术紧密结合的高科技产品，是继键盘和鼠标之后的第三代主要的电脑输入设备。防盗报警器自80年代诞生之后，得到了迅猛的发展和广泛的应用，从最直接的图片、照片、胶片到各类图纸图形以及文稿资料都可以用防盗报警器输入到计算机中，进而实现对这些图像信息的处理、管理、使用、存储或输出。随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。弹子锁由于结构上的局限已难以满足当前社会管理和防盗要求，如：宾馆、办公大楼、仓库、保险柜等由于人员的变动，开锁的钥匙也不再是只有一人拥有。因此，为了满足广大用户的需求一种新型门锁诞生了具有时间控制能力的门锁报警器。传感器、NE555时基发生器、放大器和扬声器是它的主要组成部件，结构简单、使用方便、安全性能极佳是它的最大优点1。随着我国经济的快速发展，各种先进技术被运用到现实生活中，其中防盗技术也不例外，技术不断更新、不断改进，从而使人民的生命财产有了更好的保障。当今门锁报警器种类很多，例如：指纹门锁报警器、振动式门锁报警器等。但具有时间控制能力的门锁报警器却是其中最好的种类之一，它采用了先进的传感技术和NE555定时触发电路，其性能优良，安全系数高，使用广泛，堪称门锁报警器中的精品。1.2课题研究方法本设计主要采用触摸电极片和555时基电路，结合一些电阻电路产生报警信号，然后放大输出。触摸式延时识别门锁报警器电路由报警触摸信号输入与报警声延续时间控制电路、报警声触发与开锁时间定时电路和报警声发声与输出电路组成。它们的组成元器件有：传感器、NE555时基发生器、放大器和扬声器等2。2门锁报警器的工作原理触摸式延时识别门锁报警器电路由报警触摸信号输入与报警声延续时间控制电路、报警声触发与开锁时间定时电路和报警声发声与输出电路组成。图2.1 门锁报警器的工作原理图ICl 与Rl 、Cl 和触摸片组成触摸信号输入与报警声延续时间控制电路，其中ICl 与Rl 、Cl 组成单稳态延时电路。VTl ，VT2 组成下级电路的触发电路。单稳态延时电路的延时时间T= 1.1R1C1，将电路中Rl 、Cl 的数值代人后算得T=240s ，这一时间是自接触到门锁到报警声停止的整个延续时间，其中也包括开锁定时时间30s 。在平时，6V 工作电源、加至VDl 的负极，使其处于反偏状态，ICl 的脚被钳位于高电平，单稳态电路处于稳态，它的脚输出低电平。当有人开门接触到门锁时，ICl 的脚变为低电平，单稳态电路被触发，它的脚输出高电平，这时VTl 导通。由于VTl 的导通，它的集电极由高电平变为低电平，使VT2 由导通变为截止。VT2 截止后，它的发射极变为低电平。这一低电平作为下级报警声触发与开锁时间定时电路的控制信号。IC2 与C2、R4 组成报警声触发与开锁时间定时控制电路，该电路的结构形式为施密特电路。在平时，由于VT2 处于导通状态，C2 的两端均与电源端连接，为等电位，不能被充电，同时也使NE555 的、脚处于高电平，因此它的脚输出低电平。当ICl 被触发使VT2 截止后，流过它的电流为OA ，在R4 上的电压降为OV。这就使IC2 的、脚由高电平变为低电平。当IC2 的、脚变为低电平后，由于C2 两端形成了电位差，C2开始充电。随着充电时间的延长，C2 两端的电位差逐渐增大，当充电结束时，这个电位差达到最大3。通常对于电容的充电过程，总是说它的正极电压是随着时间的延长在不断上升。但在本电路中，电容C2 的正极是和电源端相连的，因此它不可能再上升。但C2 两端形成的电位差在增大是一个事实，因此相对于正极来说，它的负极电压实际是在不断下降。当这个电压下降到Voo后，通过脚将施密特电路触发使其翻转，这时它的输出端脚由低电平变为高电平，报警声发声电路IC3 被触发，发出报警声。从VT2 截止C2 开始充电到IC3 被触发发出报警声，是开锁定时时间，这一时间是由C2 的充电时间决定的，约30s 。报警声发声电路采用LC246，这是一种报警专用发声电路，当它受到触发后会发出“呜呜”的报警声，触摸式延时识别门锁报警器电路采用了供电兼触发的工作方式。3系统硬件的设计3.1触摸式传感器容性触摸传感器识别电容量在以关闭一导电物体例如一手指发生的电极的变化。对于capatitance有几种读出方法。在电容计使用的这工程，综合方法被使用。电容量Cx的变化相当小，给10pF在1pF周围，但是将能够被轻易发现因为20fF 数决议在这台电容计的acheved。此外，识别的目标一定根据原则着陆创造Cx 周。但是它正常工作，即使人体与地隔离。它可以被作为下列原因认为。图3.1 触摸式传感器电路分析有一度表面面积的导电的物体有自我电容量。实际上，C = 40r，在哪里在球形状，e0是permittivity真空，r是半径。人体有近似。100pF在自我电容量根据人模式给ESD测试。这与Cx相比足够大。因此这个人体可能被认为当时接地售票员更如果不着陆。Ofcourse 接地线或者相当于人体的自我电容量也被需要到设备。但是加上泥土或者人体到各种各样杂散电容并且创造这Cx电路。硬件检测器电极(接触地区) 一10毫米广场薄铜板穿上PCB并且为所覆盖一绝缘涂上(Kapton 带子) 。有1 M 欧姆停车处电阻器的一ATtiny2313用于检测器电路。综合时间在正规状态停车处的价值确定露出和杂散电容在港口和电极上。当用一只手指接触电极时，发现触摸，综合时间增加并且可以。实际综合时间成为几us到几10us。首先，校验每个点(由于Cs得到基准时间) ，然后在恒定的时期开始扫描。当综合时间增加并且超过一个门槛时，它是被判断的“发现” 。一个滞后倾向被需要到门槛，或者生产将不在一半次触摸稳定。每个点的测量的时间等于综合时间，以便它可以被非常迅速地做。电容计正在一台钟(100毫微秒)的决定里测量综合时间 由于模拟比较器和输入捕获功能。但是这个功能是不在全部I/O 别针上可提供的那。为了实现一台触摸任何I/O 销钉上的传感器，软件轮询测量集成时间，决定成为3台钟(375毫微秒) 。时间计数的数量在正规状态是在80左右，这对于触摸swith足够。3.2放大电路3.2.1放大电路的主要内容1、放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态工作点、负载线、放大倍数、输入电阻与输出电阻的概念；2、用近似计算法估算共射放大电路的静态工作点；3、用微变等效电路法分析计算共射电路、分压式工作点稳定电路的电压放大倍数Au和Aus，输入电阻Ri和输出电阻R0。3.2.2常见的放大电路1、共射接法的两个基本电路共射放大电路和分压式工作点稳定电路是模拟电路中最基本的单元电路。学习这两种基本电路的分析方法是学习比较复杂的模拟电路的基础。2、两种基本分析方法图解法和微变等效电路法在“模拟电路”中，三极管是非线性元件，因此不能简单地采用“电路与磁路”课中线性电路地分析方法。图解法和微变等效电路法就是针对三极管非线性的特点而采用的分析方法。3、放大电路的三种组态共射组态、共集组态和共基组态由于放大电路输入、输出端取自三极管三个不同的电极，放大电路有三种组态共射组态、共集组态和共基组态。由于组态的不同，其放大电路反映出的特性是不同的。在实际中，可根据要求选择相应组态的电路。4、两种放大元件组成的放大电路双极型三极管放大电路和场效应管放大电路一般来说，双极性三极管是一种电流控制元件，它通过基极电流iB的变化控制集电极电流Ic的变化。而场效应管是一种电压控制元件，它通过改变栅源间的电压uGS来控制漏极电流iD的变化；其次，双极性三极管的输入电阻较小，而场效应管的输入电阻很高，静态时栅极几乎不取电流。由于它们性能和特点的不同，可根据要求选用不同元件组成的放大电路。5、多级放大电路的三种耪合方式阻容耦合、直接耦合和变压器耦合将多级放大电辟连接起来的时候，就出现了级与级之间的耦合方式问题。通过电阻和电容将两级放大电路连接起来的方式称为阻容耦合。由于电容的作用，使各级放大电路的静态工作点互相独立，分析估算比较方便。但它不能放大变化缓慢的信号和直流信号，也不便于集成化；将前级输出与后级输入直接相连的方式称为直接耦合。它能传递相放大变化缓慢的信号和直流信号，便于集成，但由于是直接耦合，各级静态工作点互不独立，分析计算比较麻烦。另外，还存在着电平偏移和零点漂移现象；通过变压器的初级和次级把前级输出与后级输入连接起来的方式称为变压器耦合。它能够实现阻抗变换，以便在负载上得到最大的功率输出，各级静态工作点也互相独立。但由于变压器比较笨重，消耗有色金属，也不适于集成化4。6、放大电路的频率响应当将不同频率的信号输入放大电路时，由于晶体管极间电容和电路中电抗性元件的影响，放大电路的放大倍数要随之变化并产生一定的相位移。因此，放大电路的电压放大倍数和相位是频率的函数，称之为放大电路的频率响应。把放大倍数与频率的关系称之为幅频特性，相位与频率的关系称之为相频特性。3.2.3重要概念本章涉及到的一些重要概念有：放大的本质、静态和动态、直流通路和交流通路、工作点、负载线、非线性失真、放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性等。现简述如下：1、放大放大的实质可以从两个方面来看：一是其能量的控制作用，即用一个能量比较小的信号去控制另一个能量，使负载上得到较大的能量；二是放大作用必须针对变化量而言，即输入信号有一个比较小的变化量，则在输出端得到一个比较大的变化量。2、静态和动态静态是指当放大电路没有输入信号(Ui=0)时，仅在外电源VCC作用下电路的工作状态。为了表示其工作状态，求出此时的IB、IC和UCE值，它在特性曲线上是一个确定的点，通常叫静态工作点。动态是指放大电路加入交流输入信号(Ui0)时电路的工作状态。为了表征动态特性，一般引用负载线、动态范围、放大倍数、输入电阻和输出电阻等性能指标来表示。动态讨论的变化量往往是在某个特定的静态基础上变化的，因此可将它们两者的关系形象地认为是在静态工作条件下“驮”上了一个动态的工作信号。3、直流通路和交流通路由于电路中存在着一些电抗性元件，故直流信号与交流信号的通路是不同的。因此要相应地将电路区分为直流通路和交流通路两个方面。直流通路用以分析电路静态时的工作情况，交流通路用以分析电路动态时的工作情况。4、静态工作点在电路参数一定的情况下，三极管总有一个确定的静态工作状态，我们用一个点来表示，叫静态工作点。一般用IBQ、ICQ和UCEQ的数值来描述。5、负载线在直流负载线和交流负载线。前者用于确定静态工作点，后者则表示加入交流输入信号后，电路交流工作状态时的运动轨迹。6、非线佳失真在放大电路的核心元件是双极型三极管或场效应管，由于它们本身是非线性元件，其输入、输出特性电压、电流间的关系都是非线性的，因此输出波形总会出现或多或少的失真，尤其当工作点设置不合理或输入信号幅度过大时，这种失真更为严重。7、放大倍数、输入电阻和输出电阻它们是反映放大电路性能优劣的重要指标。放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标，定义为输出信号与输入信号的变化量之比。它有电压放大倍数和电流放大倍数。当输入信号为正弦波时，电压放大倍数Au为输出电路的有效值U0与输入电压的有效值Ui之比，表示为： (3.1)电流放大倍数Ai为输出电流约有效值IO输入电流Ii的有效值之比，可表示为： (3.2)输入电阻Ri是衡量放大电路向信号源索取电流大小的指标。定义为输入电压Ui与输人电流的有效值之比，可表示为： (3.3)输出电阻Ro是衡量放大电路带负载能力的指标。定义为当输入端信号电压Us等于零0（保留信号源内阻Rs）、输出端开路(RL=)时,外加输出电压Uo与输出电流IO之比，可表示为： (3.4)8、频率特性随着输入信号频率的不同，放大电路电压放大倍数的模和相角都要随之变比。把幅度随频度的变化叫幅频特性，相位随频率的变化叫相频特性，统称为放大电路的频率特性。3.3 NE555时基电路3.3.1 NE555的特点555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等5。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是NE555参数模拟电路和数字电路的混合体。1、只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 2、它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。 3、其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4、它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。 3.2.2 555触摸定时开关 集成电路IC1是一片555定时电路，在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮。当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。同时，555第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。当电容C1上电压上升至电源电压的时，555第7脚道通使C1放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。定时长短由R1、C1决定：T1=1.1R1*C1。按图中所标数值，定时时间约为4分钟。D1可选用1N4148或1N4001。3.3.3 NE555电路的内部结构55时基集成电路是一种数字、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3K电阻，故取名555电路。1、555电路的工作原理由于555内部比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这时振荡频率受电源的温度变化的影响较小。故只需通过调节R1的阻值来改变f来使其为1Hz的秒脉冲信号，作为闸门信号。如图3.2所示555电路的内部电路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的电阻器构成分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为Vcc和Vcc。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Vcc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；并输入信号自2脚输入并低于Vcc时 ，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止6。图3.2 555定时器内部框图及引脚排列 RD是复位端，当RD=0，555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，通常接一个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。2、由定时器构成的多谐振荡器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7。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。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即要获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的多谐振荡器应用很广。(a) (b)图3.3 多谐振荡器图3.3(a)为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。触发电路由C1、R1、D构成，其中D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端F输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号经C1加到2端。并使2端电位瞬时低于Vcc，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个暂态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到Vcc时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出V0从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳态，为下一个触发脉冲的来到作好准备8。波形图如图3.3(b)所示。 暂稳态的持续时间tW（即为延时间）决定于外接元件R、C的大小。tW=1.1RC通过改变R 、C的大小，可使延时时间在几个微秒到几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可以使用复位端（4脚）接地的方法来中止暂态，重新计时。此外尚须用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。3.4报警电路报警电路由LC246、电阻、放大电路和扬声器组成如图3.4所示。图3.4报警电路当LC246接收到NE555输出的高电平时产生报警信号，再经过9013放大电路对信号进行放大，最后由扬声器把电号信号转化为警报信号。如果NE555输出的是低电平则LC246不会产生报警信号，进而扬声器也不会产生警报信号9。4门锁报警器电路PCB板制作4.1制作元器件封装虽然protel 99se提供了许多常见元器件的封装，但是并不能完全满足我们的要求，所以就要自己来绘制元器件的封装.在绘制元器件封装，首先要创建一个数据库(*.ddb文件)，将自己本次用到的封装都放在该库中，在绘制PCB图时，直接载入该库即可10。创建好库后我们就可以在该库下创建一个原理图符号库文件(*.Lib文件)，在该文件中就可以自行绘制元器件封装了。绘制元器件封装的方法有两种，一种是利用向导创建元器件封装，另一种是手工绘制，在元器件比较规则的情况下我们一般采用第一种方法,，利用向导来创建元器件封装是比较快的方法，而对于不规则的芯片或是要求比较高的芯片我们就只能通过手工来绘制，虽然这种绘制方法比较麻烦,但是能准确的画出封装形式，不至于导致制作电路板报废。4.2封装形式的确定为了减小设计的体积，我们大部分器件采用贴片式封装，而对于单片机来说，由于要进行程序的仿真，采用直插DIP形式封装，如果开发成产品大量生产时我们可以将单片机封装形式改为贴片式，使得设计体积最小化。4.3 PCB电路板绘制4.3.1 PCB电路板设计原则1、电气连接正确：电路板设计好后，保证电路板上各元件之间的电气连接正确PCB电路板设计必须遵循的基本要求。如果电路板设计好后，其电气连接与电路原理图设计不相符合，则该电路板根本就不能正常工作。2、符合电路设计者意图：电路板设计是电路设计者设计思路的最终体现，是服务于电路设计的，因此最终的PCB电路板设计必须严格符合电路设计者的意图。3、符合电路板的安装要求：电路板设计，安装和调试好后，一般都要安装到某一个机箱中，因此电路板的外形，安装孔的大小及安装孔放置的位置等都应当事先进行设计，这也是需要严格遵循的原则11。4、元器件布局合理：在电路板设计中进行元器件布局时应当遵循一定的设计规则，比如应当满足机械结构方面的要求，散热方面的要求和电磁干扰方面的要求等。5、电路板布线合理：与元器件布局需要合理安排一样，电路板布线也需要遵循一定的原则，这些原则可以通过系统提供的电路板布线设计规则设置来实现。6、便于安装和调试：电路板设计完成后，需要安装和焊接元器件，然后还需要进行调试。为了方便安装和焊接元器件，就要在放置元器件时充分考虑元器件之间的间距是否足够大，元器件的序号是否一目了然，元器件是否容易辨认等在绘制PCB图之前首先要打开硬件原理图，且在同一个库中创建一个新的PCB设计文件,打开该文件后载入之前制作好的各个芯片封装库，并在原理图中将各个元器件的封装形式改为自己所用的封装形式。原理图和PCB图之间的最主要连接就是网络表，所以应当先生成网络表，在PCB设计文件下载入网络表,在入网络表后生成PCB初始图像。由于本次设计的门锁报警器只用于试验，所以在做电路板时不需要考虑外形的大小及形状，只需要考虑在之后的软件仿真时是否能将仿真器很好的装上和该电路板的美观等12。4.3.2电路PCB板设计根据原理图图2.1，先在Documents中建立一个PCB文件并对其进行参数设计，同时对电路原理图中的元件封装进行核对，如果系统中不存在所需元件的封装就在自己亲自建立封装库，并根据对元件的需求进行设计与制作。随后把生的报表导入PCB板中，同时进行自动布局，最后再进行手动调整使其达到合理的状态。由于本次设计只作实验用，并没考虑经济性，所以电路板可设计宽松些以便于自动布线，调整布线后的PCB电路板如图4.2所示。图4.2 PCB板电路图对PCB电路板生成3D效果图如图4.3所示。（a） (b)图4.3 电路PCB板3D效果图其中4.3（a）是电路PCB板3D正面面效果图，4.3（b）是电路PCB板3D反面效果图。4.4 硬件的调试绘制好PCB图后送去做板，经过一周后做出相应的电路板，拿到电路板后首先应当对该电路板进行调试，将元器件依次安装，为之后的软件编程与调试做准备。1、排除逻辑故障这类故障往往由于设计和加工制板过程中工艺性错误所造成的。主要包括错线，开路，短路。排除的方法是首先将加工的印制板认真对照原理图，看两者是否一致。应特别注意电源系统检查，以防止电源短路和极性错误，并重点检查系统总线(地址总线，数据总线和控制总线)是否存在相互之间短路或与其它信号线路短路，必要时利用数字万用表的短路测试功能，可以缩短排错时间。2、排除元器件失效造成这类错误的原因有两个：一个是元器件买来时就已坏了，另一个是由于安装错误，造成器件烧坏。可以采取检查元器件与设计要求的型号，规格和安装是否一致。在保证安装无误后，用替换方法排除错误。3、排除电源故障在通电前，一定要检查电源电压的幅值和极性，否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位，一般先检查VCC与GND之间电位,若在5V4.8V之间属正常。若有高压，联机仿真器调试时，将会损坏仿真器等，有时会使应用系统中的集成块发热损坏。结 论本次设计主要介绍了具有时间控制能力的门锁报警电路，其功能主要实现在规定时间内完成开锁任务，否则系统将自