电话自动报警器电路 的毕业设计

毕业设计（论文）报告题目电子电路设计及PROTEL应用电话自动报警器系别机电工程系专业机电一体化班级07机电四姓名叶敬飞学号07233407指导教师李书记2009年4月电话自动报警器电路设计摘要伴随着高科技的发展，各式各样的自动化的设备层出不穷，人民的生活也丰富多彩。高科技不仅能创造新的生活,还可以更好的服务我们的生活现在许多地方都需要安装防盗报警设备，特别是人员需要经常外出的地方，更需要电话具有自动报警功能，,本设计旨在防范一切家庭安全隐患,为我们创造美好生活保驾护航关键词报警器自动电话ABSTRACTALONGWITHTHEDEVELOPMENTOFHIGHTECH,AUTOMATEDEQUIPMENT,AWIDERANGEOFSTYLES,RICHANDCOLORFULLIFEOFTHEPEOPLEHIGHTECHNOLOGYCANNOTONLYCREATEANEWLIFE,BUTALSOABETTERSERVICETOOURLIVESNOWALOTOFPLACESNEEDTOINSTALLANTITHEFTALARMDEVICE,INPARTICULAR,OFTENNEEDAPLACETOGOOUTANDNEEDTOPHONEWITHAUTOMATICALARMFUNCTION,THEDESIGNAIMSALLFAMILIESINTHEPREVENTIONOFPOTENTIALSAFETYPROBLEMS,TOCREATEABETTERLIFEFOROURESCORTKEYWORDSALARMAUTOMATICTELEPHONE目录1前言311电话报警器的发展背景312研究本课题的意义和目的52电话自动报警器电路的组成521报警信号检测控制522拨号程序控制电路623拨号执行电路724电路工作原理93元器件1131元件选择1132元件的介绍1133集成块原理及其功能144电路的调试175使用注意事项18附录119附录220谢词21参考文献211前言11电话报警器的发展背景从目前来看，报警产品主要应用于报警中心以及智能小区，未来的主要市场还是这两部分。随着“平安城市”这样大规模的城市报警与监控系统建设，报警中心也获得了很好的发展机会；而智能小区则随着智能家居概念的产品化已经获得人们的初步认识。地方法律、法规的出台对报警产品的应用也是一个很好的促动，只不过现在还处于发展初期，2008年应该是中国经济发展的一个高峰期，也是技防产品应用的一个高峰期。无线报警产品市场将会更快增长，部分产品将会随着无线技术的发展而应用到专业市场领域，这部分市场的应用其利润要高过正常的工程领域的应用国内市场的一个现实情况也是与国外市场最不同的地方无线报警产品正在向消费电子方面渗透，在中国会不会成为新一代的消费电子产品，从而使报警产品由专业市场向大众市场过渡，反过来再影响专业市场相信在不久的将来，这一假想就有变为现实的可能在深圳，已经有安防企业开始注重户外广告投放，中国各地“平安城市”工程大规模启动，实际工程量有多少没有定论，但是媒体的宣传作用已经为安防行业的市场教育工作打下良好基础。人们通过媒体开始更多了解安防、接触安防、应用安防技术和产品，从另外一个层面讲平安工程的意义在于极大地刺激了国内安防产品市场需求，唤醒人们安全消费意识中国安防市场需求量的暴发性增长就是对这种情况的最好解释对报警产品而言，很多企业销售额明显增加，咨询报警技术的人员越来越多，都说明行业正在强劲的发展总体来看中国的报警行业还处于初级阶段，市场需求空间很大，关键点在于如果在合适的时间、以合适的方式、合适的产品来启动这个市场。产品线与市场策划处于重要的地位，“天时、地利、人和”将是启动市场的关键因素。如果单纯的继续采用传统的销售方式来启动报警市场，报警企业难以施展拳脚可以说不久的将来，报警的核心地位将会引起更多厂家重视，尤其是如果作为引爆国内消费电子市场最适合的产品，带来的结果将是专业产品应用大众化，反过来影响专业市场使用者的选择很多国内报警企业已经开始从事监控产品的生产，已经是行业的一个预警信号会不会凭借报警产品的渠道以及影响力，带动其他安防类产品的销售，让我们拭目以待。1963月10日年亚历山大贝尔发明了电话机以后，电话机已经成为生活必需品。贝尔（AGBELL）发明的电话机是与众不同。超越了很复杂的莫尔斯电码方式，发展到一般老百姓都很容易的使用程度。贝尔发明的电话是11方式的，可是随着新素材的开发，交换技术的发达，传呼方式的变化和因特网电话的发展等，经过了近代机械文明的发达已经成为了现社会的生活必需品。最初的电话机是叫交换人用途的微型发电机和电池构成的磁石式电话机，需要打电话用手发动磁石发动机先叫交换人以后才能传呼对方的方式。后来，1877年爱迪生（TEEDISON）发明了碳素送话器和诱导线路后通话距离延长了。同一年又发明了共电式电话机。1891年终于发展到ABSTROWGER发明了自动式电话机。我国最初的电话机是1882年从中国带来的。后来1896年宫殿内最初安装了磁石式电话机。后来1902年开通了汉城到仁川的电话线以后一般的老百姓可以使用电话。1908年和1935年采用共电式电话机和自动式（机械式）电话机以后我国电话很快发展了。可是那时候的电话都是日本人和有钱人的专用道具。1962年，殖民地时代导入的日制电话机和美军政时导入的美制电话机带来了很多先进的技术后我们终于开发了我们自己的电话机“电信1号”系列。磁石式，共电式，自动式共有3种方式构成我国最初生产的“电信1号”的开发对我国来说带来了很大的意义。1973年开发了“电信1号”改善的“电信70号”系列以后，我国电话机的发展到，1981年把电话国家分配给国民的方式改成各个人自己购买制度。到了1980年代开通“电子式交换机”后，电话机的用途不仅是传达声音的道具，而形成了信息通信系统。（来源DIANHUANETCN）磁石电话机是世界上最早投入使用的电话机。纵观它100多年的发展历史，除去制作材料的不同，有木质、铜质、铸铁、不锈钢及胶木等，类型有墙式机、台式机和便携式机几大类，其中最重要的类别就在于手摇发电机的摇柄所处的位置不同。依笔者所见，它可以分为两个大类一类是我们常见的摇柄在话机右侧；另一类则是我们不常见的摇柄置于话机前面中央处。由于后者存世的机型不多，数量少得可怜，以至世人所知甚少。尽管如此，该类电话机在电话机早期发展中的历史地位是不容置疑的，它的收藏价值也早已被电话机收藏爱好者看好。12研究本课题的意义和目的安全是人类生存的基本条件,主要包括生命安全、财产安全和社会安全。随着社会主义市场经济的不断发展，特别是美国911恐怖事件以来，经历抗击“非典”考验，人们对安全保障的要求越来越强烈。用当今世界上最先进的安全防范技术，竭诚为社会服务，确保公共安全，保护人民生命财产，这是时代赋予的重任。保护人民安全，是现代科学技术得以发挥威力的重要领域。因此，全社会迫切需要利用先进的安防技术，对突发的异常事件和安全方面的隐患进行预防。多年来，安全防范技术工作，作为社会公共安全的重要内容，在预防和打击犯罪，维护社会稳定方面发挥了积极的作用。2电话自动报警器电路的组成21报警信号检测控制AB两端为报警信号输入端，当有盗情信号发生时，B端输入高电平，C1、C2充电，N1输出低电平，N2输出转为高电平，IC2、IC3得电工作，电路启动。22拨号程序控制电路IC2被复位，Q0端为高电平，此电平会开启IC3的、脚电子开关，但此时电话机的免提开关没有被开启，电话还不会进入拨号状态。D5反偏，失去对N3的控制，C3开始充电，过2秒后，N4输出高电平，分三路对电路进行控制第一路利用C6两端电压不能突变原理，送出一个脉冲给IC3的脚。电子开关、脚导通一次，将话机的免提功能打开，准备拨号（此时D4已将话机免提功放基极短路，使喇叭不发声，T1则短路面板上的发光二极管，使之熄灭。喇叭不发声，面板也无光）；23拨号执行电路123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE22APR2009SHEETOFFILEE业业业业业PROTEL业业2业业业业DDBDRAWNBYR815MR947KR1010KR11100KR1233MR13100KR141MR151MR161MR1710KR1810KR191MR201MR212KR22680R2310KR24100KR2520MR2620MC422UFC501FC61UFC7223FC801FC901FC1001FC111000UFC12100UFC1310UFC1410UFC151UFC1610UFC1701FC1801FD24007D74148D84148D94148D106VD114148D124148D1327VD143VD154148D164148D174007D184007U5NOTU6NOTQ42N5401VCCVCCCLK14CLK/EN13RESET15Q03Q12Q24Q37Q410Q51Q65Q76Q89Q911COUT12IC2CD4017BQ22N5551Q32N5401VCCVCC业业业业业VCCQ59013VCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCOPVCCVCCVCC168VCCVCCVCC71234568910111213IC34066FGHIJKLMN第二路因R9、C4的延时作用（设定为1秒），在免提键打开稍后，IC2的（14）脚也得到触发，IC2计数1次，Q1输出高电平，给C9充电，IC3（6）脚得到高电平脉冲，（8），（9）脚导通一次，电话机内被存储的第一组呼叫号码被提取播出。之后等待时间约为47秒（也就是N4振荡时输出高电平时间减去C4充电和拨号时间）。第三路经R9使T2、T3导通，供给警声集成块静态电源，也经R22、D15为C11蓄能，保障IC2、IC3启动后稳定工作。报警器未启动时，C16经D13充有67V电压，维持N6输出低电平。在被叫手机或电话接听时，电信局交换机将报警电话外线极性交换，此极性变化被T5检测到，T5导通对C16放电。由于打开免提时外线电压下降，不能使D13导通，所以C16放电后N6的输出端将一直保持高电平。此高电平一方面触发警声块向电话外线发出报警信号，信号输出时间长短由R20、C13决定；另一方面控制N3、N4停振，使N4继续输出高电平不变，IC2不在播出下一组号码，而接听者在警声停止后可以监听现场动静，随时挂机，报警电话外线路将呈占线状态，直至警情解除和C1、C2放电完毕，电路才会自动复位。报警器播出第一组号码47秒内无人接听或不通，N6不翻转，N3、N4继续保持振荡状态，N4输出2秒低电平（电路主要各点示意波形见图2），T2、T3截止，C4经R8快速放电。C7的充电使N5输出高电平脉冲，电子开关IC3（1）、（2）脚再次导通，免提被关闭，实现挂机一次。2秒后振荡器N4又输出高电平，C6的充电又使免提功能打开，原理同拨第一组号码时相同，只不过播出的是第二组号码（Q2输出高电平）。如果还无人接听，电路将拨第三组号码，（7）脚（Q3）的导通使IC2复位，Q0为高电平，与之对应的电子开关IC3的（3）、（4）脚接通。拨各组号码都不成功时，报警器就一直循环拨打这些号码，循环次数的多少由C2容量的大小来决定。24电路工作原理电路如图一所示，该电路由报警信号检测控制、拨号程序控制、拨号执行电路、摘机检测控制、警声发生器等5部分组成。整机电源由电话外线提供，待机时，外线C、N端整流电后的48V压经R3为C11充电，并稳压在6V，供IC1N1N6工作。无警情时，其他各部分电路均不耗电。N3和N4组成周期约52秒（输出端高电平50秒，低电平2秒）的超低频振荡器，R0为报警头待机等效电阻，由于C1和C2的作用，N2输出稳定的低电平，关闭IC2和IC3的电源，D5将N3的输入端电位下拉，N4输出为低电平，N5输入端为高电平，是D9反偏，IC2和IC3不工作。AB两端为报警信号输入端，当有盗情信号发生时，B端输入高电平，C1、C2充电，N1输出低电平，N2输出转为高电平，IC2、IC3得电工作，电路启动。IC2被复位，Q0端为高电平，此电平会开启IC3的、脚电子开关，但此时电话机的免提开关没有被开启，电话还不会进入拨号状态。D5反偏，失去对N3的控制，C3开始充电，过2秒后，N4输出高电平，分三路对电路进行控制第一路利用C6两端电压不能突变原理，送出一个脉冲给IC3的脚。电子开关、脚导通一次，将话机的免提功能打开，准备拨号（此时D4已将话机免提功放基极短路，使喇叭不发声，T1则短路面板上的发光二极管，使之熄灭。喇叭不发声，面板也无光）；第二路因R9、C4的延时作用（设定为1秒），在免提键打开稍后，IC2的（14）脚也得到触发，IC2计数1次，Q1输出高电平，给C9充电，IC3（6）脚得到高电平脉冲，（8），（9）脚导通一次，电话机内被存储的第一组呼叫号码被提取播出。之后等待时间约为47秒（也就是N4振荡时输出高电平时间减去C4充电和拨号时间）。第三路经R9使T2、T3导通，供给警声集成块静态电源，也经R22、D15为C11蓄能，保障IC2、IC3启动后稳定工作。报警器未启动时，C16经D13充有67V电压，维持N6输出低电平。在被叫手机或电话接听时，电信局交换机将报警电话外线极性交换，此极性变化被T5检测到，T5导通对C16放电。由于打开免提时外线电压下降，不能使D13导通，所以C16放电后N6的输出端将一直保持高电平。此高电平一方面触发警声块向电话外线发出报警信号，信号输出时间长短由R20、C13决定；另一方面控制N3、N4停振，使N4继续输出高电平不变，IC2不在播出下一组号码，而接听者在警声停止后可以监听现场动静，随时挂机，报警电话外线路将呈占线状态，直至警情解除和C1、C2放电完毕，电路才会自动复位。报警器播出第一组号码47秒内无人接听或不通，N6不翻转，N3、N4继续保持振荡状态，N4输出2秒低电平（电路主要各点示意波形见图2），T2、T3截止，C4经R8快速放电。C7的充电使N5输出高电平脉冲，电子开关IC3（1）、（2）脚再次导通，免提被关闭，实现挂机一次。2秒后振荡器N4又输出高电平，C6的充电又使免提功能打开，原理同拨第一组号码时相同，只不过播出的是第二组号码（Q2输出高电平）。如果还无人接听，电路将拨第三组号码，（7）脚（Q3）的导通使IC2复位，Q0为高电平，与之对应的电子开关IC3的（3）、（4）脚接通。拨各组号码都不成功时，报警器就一直循环拨打这些号码，循环次数的多少由C2容量的大小来决定。电路中复位键作用有两个1，盗情发生且电话接通后，按下K使T4导通，C16充电，D12截止。C2经D2放电，D5对电平的下拉使N4输出转为低电平，C6的充电打开电子开关（1）、（2）脚，关闭已启动的免提功能，T2、T3截止，外线电压回升到待机值，为下一轮报警做准备；2，C11快速上电，使电路短时进入状态，一般在电路刚安装时起作用3元器件31元件选择元件选择所有元件都用小型化的，电容1UF以下的用瓷片或涤纶电容，1UF10UF用钽电解电容，漏电要极小，二极管的反向电阻在10M以上。微型复位开关在电话机侧面开口装上。警声集成块可以用四声片的任意一款音乐片代替，最好是警铃声的。32元件的介绍321二极管原理及其功能二极管单向导电性二极管的正向特性在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于01，硅管小于05伏），管子不导通处于“死区”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧增加（见曲线段）。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0507伏左右，锗管为0103左右。反向特性二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线段）。不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反响电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。击穿特性当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿（见曲线段）这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。频率特性由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频状况下工作。二极管的的主要参数A最大整流电流IF是指管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。因为电流通过PN结要引起管子发热，电流太大，发热量超过限度，就会使PN结烧坏。B反向击穿电压VBR指管子反向击穿时的电压值。击穿时，反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至因为过热而烧坏。一般手册上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半，以确保管子的安全运行。C反向电流IR指管子未击穿时的反向电流，其值越小，则管子的单向导电性越好。由于温度增加，反向电流急剧增加，所以在使用二极管时要注意温度的影响。D极间电容CJ二极管的极间电容包括势垒电容和扩散电容，在高频运用时必须考虑结电容的影响。二极管不同工作状态，其极电容产生的影响效果也不同。322稳压二极管的伏安特性稳压二极管的主要参数A稳定电压VZ稳定电压就是稳压二极管在在正常工作时，管子2端的电压值。这个数值随工作电流和温度的不同略有改变，既是同一型号的稳压二极管，稳定电压值也有一定的分散性。B耗散功率PM反向电流通过稳压二极管的PN结时，要产生一定的功率损耗，PN结的温度也将升高。根据允许的PN结工作温度决定出管子的耗散功率。通常小功率管约为几百毫瓦至几瓦。C稳定电流IZ、最小稳定电流IZMIN、大稳定电流IZMAX稳定电流工作电压等于稳定电压时的反向电流；最小稳定电流稳压二极管工作于稳定电压时所需的最小反向电流；最大稳定电流稳压二极管允许通过的最大反向电流。323三极管原理及其功能三极管的分类方法A按材质分有硅管、锗管B按结构分有NPN、PNPC按功能分有开关管、功率管、光敏管等D按消耗功率的不同分有小功率管、中功率管、大功率管对一些三极管的简述A低频小功率三极管一般指特征频率在3MHZ以下，功率小于1W的三极管，一般作为小信号放大用。B高频小功率三极管一般指特征频率大于3MHZ，功率小于1W的三极管。主要用语高因震荡、放大电路中。C低频大功率三极管一般指特性平率小于3MHZ，功率大于1W的三极管。低频大功率三极管品种比较多，主要应用于电子音响设备的低频功率放大电路中用于各种大电流输出稳压电源中作为调整管。D高频大功率三极管一般指特征频率大于3MHZ，功率大于1W的三极管。主要用语通信等设备中作为功率驱动、放大。E开关三极管是利用控制饱和区和截止区相互转换工作的。开关三极管的开挂关程需要一定的响应时间。开关响应时间的长短表示了三极管开关特性的好坏。F差分对管是把两只性能一直的三极管封装在一起的半导体器件。它能以最简单的方式构成性能优良的差分放大器。33集成块原理及其功能331CD4017CD4017是5位JOHNSON计数器，具有10个译码输出端，CP、CR、INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR为高电平时，计数器清零。JOHNSON计数器，提供了快速操作、2输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10个时钟输入周期CO信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。CD4017提供了16引线多层陶瓷双列直插D、熔封陶瓷双列直插J、塑料双列直插P和陶瓷片状载体C4种封装形式推荐工作条件电源电压范围3V15V输入电压范围0VVDD工作温度范围M类55125E类4085极限值电源电压05V18V输入电压05VVDD十05V输入电流10MA贮存温度65150引出端功能符号CO进位脉冲输渊CP时钟输入端CR清除端INH禁止端Q0Q9计数脉冲输出端VDD正电源VSS地332CD4066功能特点CD4066集成电路内部主要由四路功能完全相同的电子开关组成，各组开关分别受其相应引脚输入的电平控制，使电子开关接通或断开。它们的控制引脚为13脚控制与间开关、脚控制与间开关、脚控制与间开关、12脚控制与11间开关。333CD4069六反相器4电路的调试本电路看似复杂，实际上大部分功能都由集成块完成。元件要严格检验，把C、N引线焊出。短路A、B引线，C引线接C11的正端，C11正端串200电阻后接612V直流电源，测IC3（1）和（2），（3）和（4），（8）和（9），（10）和（11）脚之间的电阻，用R1K档测量都应无穷大。用1K电阻从6V正极触发IC2（14）脚数次，依次测IC3（8）和（9），（10）和（11），（3）和（4）脚之间电阻，指针应有充电式摆动。断开A、B引线，用指针式万用表监测IC3（1）、（2）之间的电阻，5秒内指针若向右摆动一下即回，表示免提功能启动正常。将引线CN与话机对应焊上，短路引线A和B。连上话机外线，在电话机上要存储好要拨打的三组号码，（调试时存三组相同的手机号码），按下复位键几秒钟再放开，准备就绪。断开A、B引线，几秒内第一组号码拨通，调节R5使电话机指示灯熄灭。手机铃响后直接挂机，如此反复，正常状态每分钟会拨打手机一次。接听时应有报警声想起，如果音量太小就在C15之后加一级三极管放大电路。只有短路A、B引线并按复位键K，报警器才停止拨号。必须使用有单独存取三组号码功能按键的电话机，视话机内空闲位置大小，选用合适的电路板布线、焊接、用塑胶粘和固定。A、B引线通过原机的分机插孔引出；C线接电话机整流后的正极；D线接免提功放输入端；E线接发光指示管正端；F和G线接话机免提按键；J和K、L和M、H和I线依次接第一至第三组号码提取键（双向模拟开关不分正负极）；N接整流后的负极（不是现场报警时D和E可不接）。5使用注意事项该电路的最大优点是不需另配电源，能溶于电话机内，接听警情后不需先按键再挂机。性能稳定可靠。如用于固体语音块报警，则需外接电源，调整相应控制部分即可。结合本电路组装的最简单的是断线报警器，A、B两端连接细导线布在设防地带，断线后就能拨号报警。也可由无限报警器构成报警探头。附录1元器件清单表序号名称阻值规格序号名称阻值规格R0电阻2KC6电容1UR1/R6电阻510KC7电容223R2电阻2KC8C10电容01R3电阻100KC11电容1000UR4电阻1KC12电容100UR5电阻680C13/C14电容10UR7电阻22MC15电容1UR8电阻15MC16电容10UR9电阻47KC17/C18电容01R10电阻10KD1/D2二极管4007R11/R13电阻100KD3/D10稳压管6VR12电阻33KD4D12二极管4148R14R16电阻1MD13稳压管27VR17/R18电阻10KD14稳压管3VR19/R20电阻1MD15/D16二极管4148R21电阻2KD17/D18二极管4007R22电阻680U1U6非门CD4069R23电阻10KQ1三极管9012R24电阻100KQ2三极管2N5551R25/R26电阻20MQ3/Q4三极管2N5401C1/C2电容10UQ5三极管9013C3/C4电容22UIC2CD4017计数器C5电容01IC3CD4066电子开关附录2123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE2APR209SHEETOFFILEE业业业业业PROTEL业业业业DBDRAWNBYR02KR1510KR22KR310KR41KR6510KR72MR815MR947KR5680R1010KR110KR1233MR1310KR141MR151