电工电子课程设计模板.doc

1、题目： 非法入侵报警电路设计 班级： 14机设5班 学号： 姓名： × × × 指导： 金光浪老师 时间： 2016年12月×日 景德镇陶瓷大学电工电子技术课程设计任务书（此页不用打印上交）姓名：× × × 班级：14机设5班 指导老师：金光浪老师 设计课题： 非法入侵报警电路设计设计任务与要求设计一个非法入侵报警电路，根据电路的功能，完成以下任务：1、说明电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等

2、；3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、对整体电路原理进行完整功能描述；5、列出标准的元件清单。设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、列出标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。参考文献仅供参考：【1】秦曾煌；电工学简明教程；高等教育出版社；2007.6【2】王澄非；电路与数字逻辑设计实践；东南大学出版社；1999.10【

3、3】李银华；电子线路设计指导；北京航空航天大学出版社；2005.6【4】韩振振；数字电路逻辑设计；大连理工大学出版社；2000.1【5】高吉祥；电子技术基础实验与课程设计；电子工业出版社；2002.2【6】康光华；电子技术基础（第五版）；北京：高等教育出版社；2006【7】朱红永 陈勇 王博；555定时器构成的报警电路设计；海军蚌埠士官学校基础部,安徽蚌埠233012 ； 2009 年增刊【8】李健； 555定时器及其应用；沈阳师范大学物理科学与技术学院 辽宁 沈阳 110000【9】黄晓春；555定时器原理及应用；湖北省英山理工中专【10】陈辉； 555定时器在定时控制电路中的应用研究； 西

4、北师范大学物理与电子工程学院 甘肃 兰州 730070目录1. 总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42. 稳压电源电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53. 控制电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64. 声报警电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . .75. 光报警电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86. 总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97. 总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108. 元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119. 参

6、考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1210. 设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131. 总体方案与原理说明在现实生活中，我们经常会在家中遇到警情，比如有人入室偷窃，因此设计一个家用非法入侵报警系统，报警电路发出警笛声和警灯的周期闪烁；警笛音量和警灯闪烁时间均可调；警灯用220伏灯泡，警笛用8欧、2瓦扬声器。图1 报警电路方框图如图1所示，220V的交流电经过变压器后，电压达到一个符合要求的幅值，再经过整流电

7、路，交流电压变成脉动的直流电压。由于次脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。为了使电路输出稳定，在整流和滤波后加上一个稳压电路。稳压电路的输出，即可当作直流电压源使用，为后面的控制电路和报警电路提供直流电压。当触发控制电路后，有一个脉冲输出到声报警电路和光报警电路，从而使扬声器发出声报警信号、灯泡闪烁。整个电路就是这样产生报警的。 防盗报警器的关键部分是报警控制电路，由控制电路控制声、光报警信号产生。控制电路可采用运算放大器、单稳态触发器或者逻辑门等部件进行控制。较简单的办法是采用三极管控制，无偷盗情况时，是三极管处在截止状态，则被控制的声、光信号产

8、生电路不工作；一旦有偷盗情况，立即使三极管导通，被控制的声、光产生电路产生声、光报警信号，呼叫人采取相应措施。但是，一种更好的方法是采用单稳态触发器，它不仅能够控制信号产生电路的工作，而且能够控制信号产生的时间，使报警信号能够在发出一段时间后自动消失。采用NE555时基电路和组容元件组成音调振荡器和控制警光的振荡器，控制器输出信号Vo控制其工作，通过改变接入555震荡电路的电阻，可以改变输出信号的频率，从而调节警笛音量和警灯闪烁时间。2. 稳压电源电路图2稳压电源部分原理图 图2中TF为电源变压器，它的作用是将交流电网电压U1变成整流电路要求的交流电压。四只整流二极管接成电桥的形式，在任意时刻

9、都只有其中两只是导通的，其余两只截止，故能将输出信号变成脉动的直流电压.由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把电场能量释放出来，使负载电压比较平滑，从而起到滤波作用。经过滤波的电压输入到稳压管7812后，输出即可得到稳定的12V直流电压。 滤波电容C1、C2一般选取几百几千微法，这里取100uF。当稳压器距离整流滤波电路比较远时，在输入端必须接入电容器C3（数值为0.33F ），以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容C4(0.1F)用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应。3. 控制电路图3 控制部分原理

10、图 如图3所示，S1为控制开关，即为报警器设防点。555定时器构成了一个单稳态触发器，非法入侵报警就是利用这个单稳态触发器电路控制报警信号。没有触发信号时，即开关断开，输入2端的电压U2处于高电平，输出端U3为低电平。当有人（窃贼）不小心碰到了开关，致使开关闭合，从而使输入端短接接地。输入为低电平时，输出U3为高电平，即产生了一个控制信号。输出高电平的脉冲宽度tw是由电阻R2和电容C2决定的。图4 单稳态电路部分输出波形 通常R2的取值在几百欧到几兆欧之间，电容取值为几百皮发到几百微发。实际中要求报警信号产生30秒左右即可，也就是说脉冲宽度为30秒。所以电容取30uF时，电阻值为：。4. 声报

11、警电路图5 声报警部分原理图 555集成芯片共有八个引出端：1端（地GND），2端（触发TRIG），3端（输出OUT），4端（复位RESET），5端（控制CVOLT），6端（阈值THOLD），7端（放电DISCHG），8端（电源VCC）。其功能为：当6，2同时为“1”时，输出3端为“0”；当6，2同时为“0”时，输出3端为“1”；当6端为“0”时，2端为“1”，输出3端不变；反之，6端为“1”时，2端为“0”，输出3端不变。 如图5，控制信号通过555定时器的4输入端接入声报警电路。这里555定时器构成了多谐振荡器，当555的4输入端有高电平输入时，输出就可以得到一个周期性的矩形波。 矩形波输

12、入到扬声器，从而使扬声器发出声报警信号。可以通过调节R1的值改变输出波形的频率，即调节报警音量。取C2=0.22uF，R2=2.4k。多谐振荡电路的振荡频率为使扬声器正常工作，频率应控制在f>0.5kHz,因此R1<8.2k，即电位器R1的调节范围为（08.2k）。5. 光报警电路图6 光报警原理图多谐振荡部分原理同声报警电路。在图6中q1为二极管，v1为电源，DS1为灯泡，当有人（窃贼）不小心碰到开关时555的3端输出高电平后，使光电耦合器的发光二极管发光，耦合器左边电路导通，从而加了一个高电平给可控硅晶闸管的控制端，使晶闸管导通，灯泡闪烁发光，发出光报警；当没有人碰到时，发光二

13、极管不发光，二极管q1处于截止状态，电路不导通，没有电流通过，灯泡不发光。为使人眼能够分辨出光的闪烁，最好谐振频率在10Hz以下。根据，取10k,=0.22uF,可得电位器的值应大于630k。6. 总体电路原理相关说明在稳压电源电路中的四只整流二极管接成电桥的形式，在任意时刻都只有其中两只是导通的，其余两只截止，故能将输出信号变成脉动的直流电压。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把电场能量释放出来，使负载电压比较平滑，从而起到滤波作用。经过滤波的电压输入到稳压管7812后，输出即可得到稳定的12V直流电压。在控制电路中

14、的555定时器构成了一个单稳态触发器，利用这个单稳态触发器电路控制报警信号。没有触发信号时，即开关断开，输入2端的电压U2处于高电平，输出端U3为低电平。当有人（窃贼）不小心碰到了开关，致使开关闭合，从而使输入端短接接地。输入为低电平时，输出U3为高电平，即产生了一个控制信号。在声报警电路电路中的555定时器的4输入端有高电平输入时，输出就可以得到一个周期性的矩形波。 矩形波输入到扬声器，从而使扬声器发出声报警信号。在光报警电路中的555定时器的3端输出高电平后，使光电耦合器的发光二极管发光，耦合器左边电路导通，从而加了一个高电平给可控硅晶闸管的控制端，使晶闸管导通，灯泡闪烁发光。电路用220

15、V的交流电经过变压器后，电压达到一个符合要求的幅值，再经过整流电路，交流电压变成脉动的直流电压。由于次脉动的直流电压还含有较大的纹波，在通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。在整流和滤波后加上一个稳压电路，以输出稳定电流。稳压电路的输出，即可当作直流电压源使用，为后面的控制电路和报警电路提供直流电压，输出直流电压+12V。为后面三个555芯片提供直流电压。在无偷盗情况时，三极管处在截止状态，则被控制的声、光信号产生电路不工作；当小偷不小心碰到开关使开关闭合，由U2构成的单稳态触发器电路产生一个高电平脉冲，U3的4端接收到高电平后，产生多谐振荡并将信号输出到扬声器，产生声音报警。U4产生

16、多谐振荡激发U5光电耦合器导通，使可控硅导通，从而使灯泡闪烁发光，产生光报警。7. 总体电路原理图：8. 元件清单序号名称元件标号型号数量1电阻R120k12电阻R2910k13电阻R610k14电阻R71k15电解电容C1、C3100uF26电容C20.33uF17电容C40.1uF18电容C530uF19电容C6、C7、C90.01uF310电容C8、C100.22uF211开关S1SW SPST112扬声器LS1113电位器R3、R5214555定时器U3、U4215灯泡DS1220V、100W116光电二极管U5117变压器TF1118整流桥D1-D4IBQ40119可控硅Q12N68

17、1120稳压管U178L1219. 参考文献【1】秦曾煌；电工学简明教程；高等教育出版社；2007.6【2】王澄非；电路与数字逻辑设计实践；东南大学出版社；1999.10【3】李银华；电子线路设计指导；北京航空航天大学出版社；2005.6【4】韩振振；数字电路逻辑设计；大连理工大学出版社；2000.1【5】高吉祥；电子技术基础实验与课程设计；电子工业出版社；2002.2【6】康光华；电子技术基础（第五版）；北京：高等教育出版社；2006【7】朱红永； 陈勇 王博；555定时器构成的报警电路设计；海军蚌埠士官学校基础部,安徽蚌埠233012 ； 2009 年增刊【8】李健； 555定时器及其应用

18、；沈阳师范大学物理科学与技术学院 辽宁 沈阳 110000【9】黄晓春；555定时器原理及应用；湖北省英山理工中专【10】陈辉； 555定时器在定时控制电路中的应用研究； 西北师范大学物理与电子工程学院 甘肃 兰州 73007010. 设计心得体会 一个星期很快就过去了，虽然只有短短的一周，但我知道了非法入侵报警电路是怎样设计出来的，并知道了它的原理，现在我可以自豪的说给我原件我可以自己做一个非法入侵报警电路。刚开始找到题目并从网上找到了相关要实现的内容和基本的原理，经过一周的时间我不断从网上、图书馆、课本查找相关的内容，不断扩充我的知识，加强了我的薄弱的知识点，从中学到了很多知识，概而言之，主要可以归纳为以下几点： 第一，加深了对课本知识的理解。激发了学习的积极性。我以前上理论课时，总是不太重视，以为这些书本上的东西离现实太远了。其实，这些知识正是我们在日常生活中经常用到的，电子技术的知识无处不在。通过这次课程设计，我真正认识到了学好专业知识的重要，相信以后会在这方面我会更加重视的。第二，这次实验设计使我对555定时器的原理及其应用有了更