冰箱关门报警电路概要

湖南工程职业技术学院 HUNAN ENGINEERING POLYTECHNIC毕业设计（论文） 设计（论文）题目：冰箱关门自动报警电路的设计 系部： 信息工程系 专 业： 电子信息工程 学 生 姓 名： 曹刚 班 级：31081-1 学号2 指导教师姓名： 雷斌 职称 副教授 最终评定成绩 信息工程系 二九年十月制目 录第一部分 毕业设计（论文）开题报告第二部分 设计说明书（或毕业论文）20 10 届毕业设计（论文）资料第一部分 毕业设计（论文）开题报告湖南工程职业技术学院毕业设计（论文）开题报告 （_2011_届）系部： 信息工程系 专 业： 电子信息工程 学 生 姓 名： 曹刚 班 级：31081-1 学号2 指导教师姓名：雷斌 职称 副教授 2011年 5 月 15 日题目：冰箱关门自动报警电路一 文献综述：参考文献：二选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。1.选题依据： 2. 研究内容：3. 研究思路：4. 方案：3 工作进度及具体安排。序号任务安排完成时间4.指导教师意见。指导教师： 年 月 日教研室意见教研室主任： 年 月 日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。 20 11 届毕业设计（论文）资料第二部分 设计说明书（或毕业论文） 湖南工程职业技术学院毕业设计（论文）冰箱关门自动报警电路系 （部）：信息工程系专 业：电子信息工程学 号： 2 学生姓名： 曹刚 指导教师： 雷斌 副教授 2011 年5月摘 要电冰箱关门自动报警器，属于一种信号报警装置，特别是涉及一种家用电器报警装置。本实用新型由整流电路、延时电路、音频发生电路、发声器件组成，不用外加电池，直接由电冰箱内的交流电供电，供电受电冰箱开、关门时动作的按钮开关控制。结构十分简单、成本低、报警信号能在电冰箱开门后延时一段时间发出。关键词整流电路延时电路音频发生电路发声器件多谐振荡器单稳态触发器555定时器目录第1章 概述 1 1.1 前言第2章 系统设计2.1 整流电路 2.2 延时电路 2.21 555定时器 2.2.2 由555定时器构成的单稳态延时电路2.3 音频发生电路 2.3.1 多谐振荡器及其组成的音频发生电路2.4 总电路第3章 实验检测 3.1 对总电路的检测及发现的问题及解决的方法与结果结论参考文献致谢第一章 概述1.1 前言 随着信息化及电子智能化时代的到来，电子技术发展越来越迅速，对人类生活的影响也更加深远。而人们也要求电子产品更快捷、更方便、更节能。冰箱是现代社会人们生活中必不可少的，也是比较耗电的家电。冰箱关门自动报警电路就是当人们忘记关冰箱门时，而发声提醒的简易电路。本设计电路主要由以时基电路555为核心组成的单稳态触发器IC1、无稳态多谐振荡器(IC2、IC3)等组成。 集成555定时器是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在一起的中规模集成电路,因集成电路内部含有3个5千欧电阻而得名,在控制、定时、检测、放声、报警等方面有着广泛的应用。国外产品型号有NE555、LM555、XR555、CA555、RC555、LC555等,国内产品型号有5G1555、SL555、FX5。本电路用的是NE555.设计本电路是采用分段研究。主要分为：对整流电路的研究；对延时电路的研究；对音频发生电路研究。在各个阶段实验检测成功后，再对总电路进行分析、整合、检测。该电路的应用能在一定程度上节省电能，是对家庭节能环保的支持。家庭节能环保和我们的生活息息相关，而且很容易进行，做好家庭的节能环保工作，不仅节约了资源，也为家庭节约了一定开支，一举两得。所以像这种在生活中既实用又简易的电路应该多研究推广！第二章 系统设计2.1 整流电路原理桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3加正向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成e2、D1、Rfz 、D3通电回路,在Rfz ,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz 、D4通电回路,同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。 如此重复下去,结果在Rfz ,上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整流电路小一半。 桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。 半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。 桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。 桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 桥式整流是交流电转换成直流电的第一个步骤。 桥式整流器 BRIDGE RECTIFIERS，也叫做整流桥堆。 桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘塑料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。2.1图2.2 延时电路2.21 555定时器简介555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.2.1图和2.2.2图所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 2.21图555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 它的各个引脚功能如下： 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 18V。一般用5V。 3脚：输出端Vo 2脚：低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表61示。 表61 555定时器的功能表 清零端高触发端TH低触发端Q放电管T功能00导通直接清零10导通置011截止置11Q不变保持应用555的应用： 2.2.2图 555定时器（1）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等； （2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； 如右图， 振荡周期： T=0.7（R1+2R2）C 1 （3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。 555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。 2.2.2 由555定时器构成的延时电路本延时电路主要是用555定时器构成单稳态电路单稳态触发器只有一个稳态状态。在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。 接通电源后，未加负脉冲， ，而C充电， 上升，当 时，电路 输出为低电平，放电管T导通，C快速放电， 使 = 0。这样，在加负脉冲前， 为低电平， = 0，这是电路的稳态。在t = t0时刻 负跳变（ 端电平小于 ），而 = 0（TH端电平小于 ），所以输出 翻为高电平，T截止，C充电。 按指数规律上升。t = t1时， 负脉冲消失。t = t2时 上升到 （此时TH端电平大于 ， 端电平大于 ）， 又自动翻为低电平。在 这段时间电路处于暂稳态。t t2，T导通，C快速放电，电路又恢复到稳态。由分析可得： 输出正脉冲宽度 tW = 1.1RC 注意：图63（a）电路只能用窄负脉冲触发，即触发脉冲宽度ti必须小于tW23音频发生电路2.3.1 多谐振荡器及其组成的音频发生电路多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。 接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。充电回路是VCCR1R2 C地，按指数规律上升，当上升到时（TH、端电平大于），输出翻转为低电平。是低电平，T导通，C放电，放电回路为CR2T地，按指数规律下降，当下降到时（TH、端电平小于），输出翻转为高电平，放电管T截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得 输出高电平时间 输出低电平时间 振荡周期 输出方波的占空比 为 555定时器用于实际中的实例有：能发出“叮、咚”声门铃的电路和旋光彩灯控制电路而此报警电路就是采用555定时器构成的无稳态多谐振荡器所输出的波形作为音频信号。无稳态多谐振荡器是一种简单的振荡电路。它不需要外加激励信号就便能连续地、周期性地自行产生矩形脉冲.该脉冲是由基波和多次谐波构成，因此称为多谐振荡器电路。2.4 总电路第三章 实验检测3.1 对总电路的检测及发现的问题及解决的方法与结果对总电路进行实验检测时，当冰箱开门时，电路一直工作，关门时，此电路不工作，实现其设计要求。一、 电路工作时，也就是冰箱开门时电路一直报警。问题分析：1、延时电路异常可能原因：D这个二极管被击穿，使IC1脚和脚的电位大于1/3Vcc，IC1脚变为低电平，从而使IC2、IC3一直正常工作，扬声器发出报警声。 2、延时时间过短可能原因：R8电阻过小，使C1充电时间太短。解决方法：对D二极管进行检测。 1、用万用表对其进行单向导电性检测，看是否单向导通，如是，则证明二极管正常。如否，则二极管被击穿，更换二极管看电路是否正常工作。如不正常工作，则还有其他原因。 2、调节R8看电路是否延时报警，如延时，则调到延时10秒报警。二、 电路工作时，即冰箱开门一段时间后，未报警问题分析：1、延时电路异常