模拟电子技术课程设计说明书

1、 模拟电子技术课程设计说明书 红外线报警器 部： 电气与信息工程 系 指导教师： 贾雅琼 ） （10400130130 轩 小组成员: 张 电气自动化 专 业： 电气 1001 班 级： 2012 年 3 月 1 号 要 摘 1 红外线报警器一般用作防盗报警，是一种最常见的报警装置，该装置由红外线发射部分、红外线接收部分、三极管、555 定时器以及蜂鸣器组成，可通过发射的红外线被物体阻挡时，红外线接受部分无法接收到红外线时产生信号，利用三极管特性以及 555 定时器控制蜂鸣器进行报警并控制其报警时长。 关键元件 红外线接收部分；三极管；555 定时器 ABSTRACT Infrared ala

2、rm generally used as anti-theft alarm,one of the most s Itcommon alarm device,The device by infrared emission part, infrared receiver part, triode, 555 timing and buzzer composition,Through the ir were blocked, infrared object accept partial cannot receive infrared generated when the signal,Using tr

3、iode characteristics and 555 timing control buzzer on the police and control its alarm duration. Key words Infrared receiver parts;Triode;555 timing 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 2 1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 4 2 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 6 3 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

4、图 8 3.3 元器件清单 9 4 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 11 5 设计结论及体会 11 6 参考文献 11 7 至谢12 8 附录12 3 总体设计方案与要求 1 设计课题任务 1.1 设计一个红外线防盗报警器。要求：如果红外线发射极与接收级信号被隔 秒。断则立即报警，报警时长为 30 设计课题总体方案介绍及总体方案说明 1.2 设计课题总体方案介绍 1.2.1 射发外线时器为核心，采用红装该置以三极管和 555 定和特性置，利用三极管的为管和红外线接受管发射和接受装红到线接受管未接收，5 定时器来控制蜂鸣器工作在红外 55 。使蜂鸣器报警输

5、外线时出电平信号来 1.1 系统框图如图所示。 蜂鸣器 红外线发射装置 电源 三极管 555 定时器红外线接受装置 图 1.1 系统方框图 1.2.2 总体方案说明线发射管发出红外后，红外线，该红装置接外通电源线第平至出高电导线接收器接通，输线受管接收到红外，红外一收到第个三一极管接二达三极管，令其到饱和状态，第个高器接收到，至状态 555 定时截，的三极管个低电平便处于体有人物或；器器平出低电至电蜂鸣，蜂鸣不工作当输平，此不接受使时之挡受与射在发管接管间，接管收到线红外， 4 时，接受管不导通，第一个三极管接收到低电平，此三极管输出高便处电于截平至状至，态第二个三极管，此三极管达定时器接收到

6、到饱低和电状平态，555555 定时器输出高鸣器开鸣电，平蜂器给始蜂报警。 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：红外线接收器 Q1；一号三极管 Q2：二号三极管 JP1：555 计时器 CI：储能电能 C2：滤波电容 5 U1：蜂鸣器 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） ，在红外线发射分中部加入一个开关来控制红外线发射管工作，从而达到让外线接收管能处红于接收到红外线跟无红外线接收两种状；用一个电压表来代替蜂鸣器态，用来检测当红外线接受

7、管于不同状态时 555 计时器输出的电平处。 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。 6 2.3 图外出红作，不发外线发射器停止工将 然后开关断开，红低接收到不导通，线 Q1 红线红外接收器接收不到外线，其，定，555 达 Q1 的高电平到饱和电接态于平处截至状，Q2 到压以此时电所高时 5 低到电平，55 定器输出电时平，收器接 图 5 为 V，见 2.4。表数读 2.4 图 7

8、3 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 3.1 J1 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

9、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。 8 3.2 图 3.3 元器件清单 3.1。列出各元器件的大小，编号及封装。见表 元器件名称元器件参数 元器件编号 元器件封装蜂鸣器 U1 AXIAL0.4 电容1000UF C1 7243 电容 0.01UF C2 7243 插座 J1 SIP2 定时器 555 JP1 DIP8 红外线发射器 D1 DIODE0.4 9 红外线接收器 D2 AXIAL0.4 三极管 Q1 TO-5 三极管 Q2 TO-5 电阻 1KR1 AXIAL0.4 电阻 100 R2 AXIA

10、L0.4 电阻 40K R3 AXIAL0.4 电阻 220R4 AXIAL0.4 电阻 30K R5 AXIAL0.4 电阻 100R6 AXIAL0.4 3.1 表 4 系统的调试及性能分析 系统的调试 4.1 图印制并压覆到电路板上，PCB 将电路板进行腐蚀处理。1（）将）进行钻孔并将各元器件焊接到电路板上。并用万用表检测（2 各元件是否接好、焊接无误。 电源，让装置进行工作。 ）接通（35V 10 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

11、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。 6 参考文献 康华光 编电子技术基础 模拟部分,北京 高等教育出版社,2001 年 1 月版 11 张宪 编电子电路制作指导 ，北京 化学工业出版社，2005 年 8 月版 杨志忠 主编数字电子技术 ，北京 高等教育出版社 胡宴如 主编模拟电子技术第三版，北京 高等教育出版社 致 谢 本次实验特别感谢 贾雅琼 汤群芳 胡新晚 王小虎 肖文英 胡红艳 黄海波 附 录 （ 简单仪器原理与设计的课程设计是电子信息工程专业学生所必修的，是实践教学不可缺少的重要一环。通过课程设计，不仅能提高学生学习智能仪器的兴趣