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模拟电子技术课程设计说明书 红外线报警器 系 、 部： 电气与信息工程 学生姓名： 指导教师： 职称 专 业： 班 级： 电气 完成时间：2011年12月13日 摘 要近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展.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。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。由于红外线是不见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用，此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器,也即是本文将研究的产品。还有红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器,高灵敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器, 红外线声先报警器其外，可用红外报警器原理，控制各种电器的运行 目 录1 总体设计方案与要求 4 1.1 设计任务的功能要求说明 4 1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 42 设计电路及其仿真分析 5 2.1 设计电路图 5 2.2 设计电路的仿真结果 63 硬件电路各部分电路设计 8 3.1 硬件电路图及各模块功能简要介绍 8 3.2 PCB图 8 3.3 元器件清单 94 系统的调试及性能分析 10 4.1 系统的调试 10 4.2 性能分析 115 设计结论及体会.结论 11 5.1设计结论及体会. 5.2结论.6 参考文献 12 1 总体设计方案与要求1.1 设计课题任务设计一个红外线防盗报警器。要求如果有人进入监视区域，立即报警，报警时长为30秒。1.2 设计课题总体方案介绍及总体方案说明1.2.1 设计课题总体方案介绍该装置以三极管和555定时器为核心，采用红外线发射管和红外线接受管为发射和接受装置，利用三极管的特性和555定时器来控制蜂鸣器工作，在红外线接受管未接收到红外线时输出电平信号来使蜂鸣器报警。统框图如图 1.1所示 电 源红外线接受 装置红外线发射装置 三 极 管555定时器蜂鸣器 图 1.1 系统方框图1.2.2 总体方案说明该装置接通电源后，红外线发射管发出红外线，红外线接受管接收到红外线，红外线接收器导通，输出高电平至第一个三极管，令其达到饱和状态，第二个三极管接收到第一个三极管的低电平，便处于截至状态，555定时器接收到高电平，输出低电平至蜂鸣器，蜂鸣器不工作；当有人或物体挡在发射管与接受管之间时，使接受管接收不到红外线，此时，接受管不导通，第一个三极管接收到低电平，此三极管便处于截至状态，输出高电平至第二个三极管，此三极管达到饱和状态，555定时器接收到低电平，555定时器输出高电平给蜂鸣器，蜂鸣器开始报警。 2 设计电路及其仿真2.1 设计电路图设计其原理电路图：图2.1。图2.1 原理电路图J1：电源 R ：电阻 D1：红外线发射器 D2：红外线接收 Q1；一号三极管 Q2：二号三极管 JP1：555计时器 CI：储能电 C2：滤波电容 U1：蜂鸣器有关555定时基电路 555定时基电路内部由分压器、上比较器1、下比较器2、RS触发器、输出管脚（即反相器F）和放电管等组成。电路原理框图及引脚功能如图：2.2 设计电路图的仿真结果在Multisim中编辑出电路图（见图2.2），在红外线发射部分中加入一个开关来控制红外线发射管工作，从而达到让红外线接收管能处于接收到红外线跟无红外线接收两种状态；用一个电压表来代替蜂鸣器，用来检测当红外线接受管处于不同状态时555计时器输出的电平。 图2.2 电路仿真图 将开关闭合，接通电源，此时红外线接收器接收到红外线，处于导通状态，输出高电平至Q1，Q1接收到高电平达到饱和，Q2接收到低电平，Q2处于截至状态，555计时器接收到高电平，输出低电平，所以电压表读数为零，见图2.3 图.2.3 然后将开关断开，红外线发射器停止工作，不发出红外线，红外线接收器接收不到红外线，其不导通，Q1接收到低电平处于截至状态，Q2接到Q1的高电平达到饱和，555定时器接收到低电平，555定时器输出高电平，所以此时电压表读数为5V，见图2.4。图2.43 硬件电路各部分电路设计3.1 硬件电路图及各模块功能简要介绍在PROTEL 99中编辑硬件电路图，见图3.1。图3.1J1为电源输入接口。D1为红外线发射二极管，用来发射红外线。D2为红外线接收二极管，用来接收红外线，当其接收不到红外线时不导从而改变其输出信号，使蜂鸣器报警。Q1、Q2为三极管，用来调整电平信号的输出。JP1 为555计时器，组成单稳态触发器，达到延时作用。C1与R5组合来调整报警时长。C2为滤波电容，滤去去高频信号。U1为蜂鸣器，用来报警。3.2 PCB图元件电路图检查无误后，点击design中的创建网络表；新建一个PCB文档，点击design导入网络表，确认各元件编号及封装无误后进行编辑。编辑好后并进行覆铜，见图3.2。 图3.2 3.3 元器件清单 列出各元器件的大小，编号及封装。见表3.1。 元器件名称元器件参数元器件编号元器件封装蜂鸣器U1AXIAL0.4电容1000UFC17243电容0.01UFC27243插座J1SIP2555定时器JP1DIP8红外线发射器D1DIODE0.4红外线接收器D2AXIAL0.4三极管Q1TO-5三极管Q2TO-5电阻1KR1AXIAL0.4电阻100R2AXIAL0.4电阻40KR3AXIAL0.4电阻220R4AXIAL0.4电阻30KR5AXIAL0.4电阻100R6AXIAL0.4表 3.1 4 系统的调试及性能分析4.1 系统的调试（1）将PCB图印制并压覆到电路板上，将电路板进行腐蚀处理。（2）进行钻孔并将各元器件焊接到电路板上。并用万用表检测各元件是否接好、焊接无误。（3）接通电源，让装置进行工作。4.2 红外线报警器的性能分析此红外线报警器属于主动式红外线报警系统，主要由系统自发发射接收红外线，由发射电路部分通过红外线发射管发射红外线，然后通过红外线接收电路中的红外线接受管接收红外线，正常情况下，发射与接收活动正常，当有人或物挡住，使得接收中断，改变其输出电平信号，通过三极管与555计时器控制蜂鸣器进行报警。5设计结论及体会5.1设计结论及体会该装置中所用元器件都非常便宜并实用，原理也简易，适用于开发实用性家用报警，安装和实用都十分简便。通过这次课题设计，提高了自己各方面的能力，例如对书本基础知识的掌握程度，对资料的查找方法，对自己知识面的扩展都有相应的提高。更加的熟悉了各种元器件的使用方法与其用途。5.2总结一开始知道那几个题目时自己一点底都没有，没什么思路和头绪，本想找一个较有挑战性的电路板，就选了扩音机这个课题，只是一味的查资料，在网上确实是找了一大把的相关资料，可问题也相继而来，按照网上的电路做出的板子根本不能成功，不是元器件的问题就是图纸问题感觉越来越迷茫了，后经过朋友，同学的提醒与支持，才认识到，要有好的基础知识，还要好的团队伙伴。明白了不管做什么事，首先要明确的是自己要做什么，该怎么做，而不是盲目想达到某种目的去挑战，挑战固然是好，但要有坚实的基础知识。盲目的去为急于求成往往达不到效果的。在这次课程设计中，我学到了很多东西。在画图的方面，我学会了建立自己的元件封装库，在画图的时候，直接从封装库里调用元件封装，画起图来很方便，通过这次设计，我学到了很多专业方面的知识。加强了动手能力并掌握了许多实际性的东西。利用PROTEL99制作电路板，从画原理图到PCB板的制作过程，可学到很多东西，如原理图的封装形式，PCB电路的布