声超波防盗报警器设计方案-学位论文.doc
《声超波防盗报警器设计方案-学位论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《声超波防盗报警器设计方案-学位论文.doc(28页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 目 录摘要Abstract第一章 超声波防盗报警器总体设计方案1.1.基于51单片机的超声波防盗报警器 1.2 基于敏感元件T40-16,R40-16的超声波报警器1.3方案论证与选择第二章 单元模块功能介绍及电路设计2.1超声波发射模块2.2超声波接收放大与检波滤波电路2.3电平比较与检测电路2.4延时控制电路2.5声光报警电路2.6 参数计算与调试第三章 单元模块的连接关系 第四章 FM/AM式收音机的组装 4.1超外差式收音机原理概述4.1.1无线广播信号的发送与接收4.1.2调制的作用4.1.3调幅(幅度调制)基本原理4.1.4调频的基本原理 4.2两种形式的收音机 4.3 集成电路
2、超外差收音机电路与分析 4.4常用电子元器件基本知识 4.5焊接过程与方法总结参考文献附录一 超声波防盗报警器总设计图附录二 收音机的元件清单摘 要防盗报警系统是用物理或电子技术,自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为,产生报警信号,并提示值班人员发生报警的区域部位,显示可能采取对策的系统。一旦发生突发状况,就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点,便于迅速采取应急措施。 本次设计介绍了利用超声波敏感器件作为发射头和接收头,发射器向被探测区域发射等幅超声波,接收器接收反射回来的超声波,在没有移动物体进入被探测区域时,反射回来的超声波是等幅的。当有活动的物体进入探测区域时,反射回来的超
3、声波幅度不等,并且不断变化,接收电路检测到变化的信号控制电路做出反应即驱动报警。关键词:超声波 防盗 报警Abstract The design introduces a way to use the ultrasonic T/R head , the launcher launches the same rate of ultrasound into the detecing area , and the receiver receives the reflection of the ultrasound back , in the absence of moving objects ent
4、er the detecing area , the rate, which the reflection of ultrasonic back , was the same. When the activities of detecting objects into the region, the return rate of ultrasonic is ranging and constantly changing,and the receiving circuitry is to detect changes which is in the control circuit to resp
5、ond to signals that drive alarm.Kyewords: Ultrasonic Intruder Alarm第一章 超声波防盗报警器总体设计方案1.1 方案一 基于51单片机的超声波防盗报警器该方案如图所示,由51单片机产生40K频率信号,经过整形后送到超声波发射器驱动其发出超出波,反射器向被探测区域发出等幅超声波,接收器接受反射回来的超声波,当没有物体进入被探测区域时,反射回来的超声波是等幅的;当有物体移动时,接收器接收到的超声波幅度不等,并且不断发生变化,接收电路接收到信号后,经过放大检波滤波后,又经过电平比较后,转换成电平信号,由单片机检测到后,进行延时处理,处
6、理后驱动报警电路从而发生声光报警。超声波接受信号放大检波滤波电平比较检测超声波发射信号整形40K振荡频率STC89C51单片机小系统声光报警1.2方案二:基于敏感元件T40-16,R40-16的超声波报警器 本超声波防盗报警器采用敏感元件T40-16,R40-16作为超声波发射、接受传感器,利用该传感器的特殊性能来控制报警电路。当有物体移动时,接收器接收到的超声波幅度不等,并且不断发生变化,接受电路接收到信号后经过放大、检波、电平比较、电平检测、执行机构,使报警电路产生声、光报警。其整个电路的方框图见如下图。发射器由时基电路555和4069构成。接收器的组成是:接收到的信号经过RC滤波后,再经
7、过运算放大器作为前级放大;放大的信号经过二极管进行幅度检波后,再经过滤波和运算放大,经二极管整流后得到比较平滑的直流电平;送至由运算放大器组成的比较器,进行电平比较检测,有物体移动时输出为低电平,产生一个负脉冲触发后级的单稳电路等延时器件。当有物体在探头前移动时,报警系统延时约20秒报警,以便使用者自己能通过按键关闭系统。系统的声、光报警设置在两分钟左右,两分钟后,系统自动撤除报警,以便重复检测。超声波发射整形方波发生器超声波接受放大检波滤波电平比较声光报警驱动延时控制电平检测13 方案论证与选择 方案一是采用单片机进行控制,这样电路复杂程度将会增加,而且还要进行软件设计,成本将会增加,工作量
8、将会加大。鉴于此,我选用方案二,这样可以使电路比较简单实用,而且也不会涉及到软件设计,不但可以节约成本,而且实现起来简单方便。第二章 单元模块功能介绍及电路设计2.1超声波发射模块发射器采用通用的555时基集成电路,频率稳定。在时基电路的输出端接反相器,为的是提高时基电路带负载的能力。经过这两级反相器驱动超声波发射头,通过发射头内部的陶瓷激励器和谐振片转换成机械振动信号,经锥形辐射口将40kHz的方波信号以最大的声压能级向空间辐射出去。采用敏感元件T40-16,R40-16作为超声波发射、接收传感器。型号用途中心频率带宽(30-40kHz)灵敏度(40kHz)电容量(pF)绝缘电阻(M)最大输
9、出电压(mV)UCM-40T发射40kHz96kHz/db110dB170010020UCM-40R接收40kHz-73kHz/db-65dB1700100采用NE555构成多谐振荡器,来产生40KHZ方波信号555集成定时器的工作原理和实用:555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等。TTL集成定时器555定时器的内部原理框图和引脚如下图所示。它是由上、下两个电压比较器、三个5K电阻、一个RS触发器、一个放电三极管T以及功率输出级组成。比较器C1的同相输入端接到由三个5K电阻组成的分压网
10、络的2/3Vcc处,反相输入端为阀值电压输入端。比较器C2的反相输入端接到分压电阻网络的1/3Vcc处,同相输入端为触发电压输入端,用来启动电路。两个比较器的输出端控制RS触发器。RS触发器设置有复位端,当复位端处于低电平时,输出为低电平。控制电压端是比较器C1的基准电压端,通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值,即可改变比较器C1、C2的参考电压。不用时可将它与地之间接一个0.01uF的电容,以防止干扰电压引入。555的电源电压范围是+4.5+18V,输出电流可达100200mA,能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。CMOS集成定时器CC7555的功能和TTL集成定时电路完全一样,但
11、驱动能力小一些,内部结构也不同,555定时器的功能表见表2. 图三 555内部结构图图四 555引脚图表二 555功能表555定时器构成的几种常见的多谐振荡器(1)构成基本多谐振荡器 如图A,由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器,脚2与脚6直接相连。电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外加触发信号,利用电源通过R1、R2向C充电,以及C通过R2向放电端Ct放电,使电路产生振荡。电容C在1/3Vcc和2/3Vcc之间充电和放电,其波形如图B所示。输出信号的时间参数是 T=tw1+tw2, tw1=0.7(R1+R2)C, tw2=0.7R2C555电路要求R1与R2均应大
12、于或等于1K,但R1+R2应小于或等于3.3M。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性,555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的多谐振荡器应用很广。 A图 B图 图五 多谐振荡器(2)组成占空比可调的多谐振荡器电路如图6,它比图5所示电路增加了一个电位器和两个导引二极管。D1、D2用来决定电容充、放电电流流经电阻的途径(充电时D1导通,D2截止;放电时D2导通,D1截止)。 占空比 P=tw1/(tw1+tw2)0.7RAC/(0.7RA+0.7RB)=RA/(RA+RB)可见,若取RA=RB电路即可输出占空比为50%的方波信号。(3)组成
13、占空比连续可调并能调节振荡频率的多谐振荡器 电路如图15所示。对C1充电时,充电电流通过R1、D1、Rw1和Rw2;放电时通过Rw1、Rw2、D2、R2。当R1=R2、Rw2调至中心点,因充放电时间基本相等,其占空比约为50%,此时调节Rw1仅改变频率,占空比不变。如Rw2调至偏离中心点,再调节Rw1,不仅振荡频率改变,而且对占空比也有影响。Rw1不变,调节Rw2,仅改变占空比,对频率无影响。因此,当接通电源后,应首先调节Rw1使频率至规定值,再调节Rw2,以获得需要的占空比。若频率调节的范围比较大,还可以用波段开关改变C1的值。 图6 占空比可调的多谐振荡器 图7 占空比和频率均可调的多谐振
14、荡器2.2超声波接收放大与检波滤波电路 接收到的信号经过R6,C4滤波后,经过运算放大器作为前级放大,放大的信号经过二极管D1,D2进行幅度检波后,在所探测的区域没有物体移动时输出为零,当存在活动的物体即有电压信号。运算放大器采用的是TL082。 超声波接收放大与检波滤波电路2.3电平比较与检测电路 当存在活动的物体即有电压信号,再经过滤波和运放放大,经二极管D3,D4整流后得到比较平滑的直流电平;得到的直流电平延时1S后送至一个由运算放大器组成的比较器,进行电平比较检测,有物体移动时输出为低电平,产生一个负脉冲。该模块运用的是LM358。 电平比较与检测电路2.4延时控制电路当有物体移动时会
15、产生一个负脉冲触发后面的单稳电路。该模块采用555定时器构成单稳电路来实现延时和定时的目的。采用两个555定时器分别实现定时20S和140S,然后将IC2 NE555的3脚输出20S的脉冲信号取反后与IC3 NE555 3脚输出的140S脉冲信号相与,就可以实现20S延时后,2分钟的定时报警。在IC3的4脚接按键,当需要切除警报时,就按下该键复位即可实现。 延时控制电路2.5声光报警电路该模块用555构成多谐振荡器来产生一定频率的方波信号来驱动发光二极管和扬声器,从而实现声光报警。555的复位脚由2分钟的定时信号来控制的,当2分钟未到时,复位脚未高电平正常工作,当时间到后,复位脚为低电平,停止
16、工作。 光报警电路2.6 参数计算与调试根据555定时器产生的单稳态脉冲宽度为tp=1.1RC,定时20S和120S,通过计算可知,模块4中的电阻在IC2中R=200K,C=100uF,在IC3中R=1.2M,C=100Uf,而模块1和模块5中用到的多谐振荡器的频率有公式:F=1.433/(RA+RB)*C计算。 超声波发射器和接收器在安装上必须注意,它们之间必须保持弹性联接,而不要钢性固定。避免发射波直接通过钢性联接传到接收器件。电路中有3个电位器VR,VR1用来调节发射电路的振荡频率,调节VR1,使其达到最大值,此时VR1最好应停在中间位置。 第三章 单元模块的连接关系将模块2,模块3依次
17、相连,将模块3的输出作为模块4触发脉冲输入端的信号,将模块的最后输出信号连接到模块5的4脚复位端即可。 第四章 FM/AM式收音机的组装4.1超外差式收音机原理概述4.1.1无线广播信号的发送与接收无线广播的发送:声音信号声电转换调制发射图11 无线电广播发射原理框图4.1.2调制的作用:1、 声音信号都是一样的,如果不处理就向空中发射,则所有电台的声音信号将混在一起,将互相干扰变成杂音而无法接收。因此必须利用调制将不同信号调制的不同频段上。2、 低频电磁波传输距离不如高频电磁波,且要求较长的发射天线。通过调制可以将低频信号变为高频信号。发射天线长度与波长的关系:无线广播采用调幅(AM)、调频
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 声超波 防盗 报警器 设计方案 学位 论文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。