触摸式防盗报警器的设计[].doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途设计题目:触摸式防盗报警器一、设计任务与要求1)设计一个简单的触摸式防盗报警器,以起到触摸防盗报警的功能.2)该防盗报警器,适用于仓库、住宅等地的防盗报警.3) 防盗路数可根据需要任意设定。4) 一旦小偷触摸报警器,该报警器通过扬声器发出报警声响。二、电路原理分析与方案设计1.1总体方案设计题目要求设计一个触摸式防盗报警系统,整个系统可以划分为几个模块.首先为电源模块,考虑到我所使用的芯片电压为4。5伏,所以可采用先通过桥堆整流,然后滤波,选用比较常用的电源稳压芯片7805便可以得到实验所需要的4。5v电压。其次为单稳态触发模块,用来控制输出的电压,以驱动报警集成电路
2、。最后为三声模拟声报警集成电路,可直接驱动扬声器发声。可产生三种不同的模拟报警声响,是制作各种报警器的良好声源。模块框图如图2。1所示。电 源 模 块单稳态触发模块三声模拟报警专用集成电路模块发 声 模 块图2。11。2.1电路原理:触摸式防盗报警器的电路见图2-1。A1中与非门I和组成了单稳态触发器,A2与R2、B组成了模拟音响发生器。平时,与非门输出高电平,经与非门接成的反相器后变为低电平,所以A2无电不工作,整机静态电流仅几个A。当人体碰到触摸电极M时,人体从周围空间感应到的杂波信号经VD整流在与非门I的一个输入端a获得负脉冲信号,使单稳态电路翻转进入暂态,与非门的输出端突变为低电平,经
3、与非门皿反相后输出高电平,使A2得电工作,B即发出“伍一呜一”警报声.当暂态时间一过,单稳态电路恢复稳态,A2就停止工作,警报声消失。 本电路的暂态时间由RICI时间常数决定,约20s左右。即每触摸一次M,B发警报声20s左右;再次触碰,再次发声。如要延长暂态(报警)时间,可加大R1或C1;反之应减小R1或C1数值。1.2。2触摸式防盗报警器电路原理图如下图2。2 触摸式防盗报警器电路原理图1。2.3电路说明此触摸报警器,具有电路简单、制作容易,性能稳定、可靠等特点。 1。2。4总体方案分析:本设计利用与非门和KD9561四声模拟声电路设计并制作触摸式防盗报警装置。本设计将研究组成触摸式报警器
4、的整个电路的性质和基本概况,学习单元电路的在整体电路中的作用及其基本原理。对此次设计做出概括分析,并进行改进处理,利用电路图绘制软件,重新绘制电路图,设计出PCB电路板,并通过书籍教材及网络信息查找相关资料。根据触摸式防盗报警器电路的工作原理,以及其组成部分和各部分单元电路的工作原理.单元电路包括电源电路、单稳态触发电路、音响输出电路。对该报警器使用的元器件的内部构造和使用进行了分析.对各元器件在电路中的作用进行分析研究。同时在各个单元学习之后,进行了电路的绘制,本设计使用了Protel 99SE软件设计电路板,进行PCB板的结构布局,元器件安置和正确布线.通过此次设计制作,了解触摸式防盗报警
5、器的制作过程。1.3 各模块方案选择与论证(1)电源电路的方案论证与选择 电源模块主要用于实现对各模块供电的功能。对于电源模块的选择有以下三种方案:方案一:采用1.5V常用电池串接而成.这种方法简单易懂,但是精确度不够,稳定度也不高,当电池里面的电用光之后,便不在具有供电功能.方案二:采用直接购买电源的方法。在市场上可以直接买到相应的电源,但是考虑到经济上的原因,显然这并不合适.方案三:采用自制整流电路.这种方法简单可行,可以得到精确的电压值,而且稳定度高,可以长期使用。正好可以让自己所学的知识在实践中得到很好的运用.其方框图如图2。3所示:变压器整流电路220v电源4.5V输出图2.3方案选
6、择:根据以上论述,考虑到经济、实用等方面因素,在本设计中选择方案三,并熟悉变压器与整流电源的知识及原理.(2)单稳态触发模块的方案论证与选择方案一:由555定时器组成单稳态触发模块(如图2.4),单稳态触发器正常工作时,若未加输入负脉冲,即Vi保持高电平,则单稳态触发器的输出Vo一定是低电平。方案二:由两个与非门或者或非门组成单稳态触发模块(如图2。5),这种单稳态触发器在电路中广泛地用于对脉冲信号的延时、展宽和整形等。图2.4 由555构成的单稳态触发器图2.5 或非门组成的单稳态触发器方案选择:鉴于报警器对单稳触发器的要求,以及市场上所卖的芯片,决定选择方案二中的由两与非门组成的单稳触发模
7、块,即用一块CD4011芯片即可。(3)三声模拟报警专用集成电路的方案论证与选择方案一:用555芯片组成多谐振荡器(如图2.6)来驱动报警器发声.方案二:直接用四音响模拟集成电路KD9561(如图2.8)作为驱动升压电路.方案三:采用LC179型三模拟声报警专用集成电路(如图2。9),它采用双列8脚直插塑料硬封装,电路可靠性好;内部集成了功率放大器,可直接驱动扬声器发声;可产生三种不同的模拟报警声响,是制作各种报警器的良好声源。图2.6 555构成多谐振荡器 图2。7多谐振荡器的波形图图2。8 LC179型三模拟声报警专用集成电路 图2.9 kD9561原理图方案选择:鉴于报警器的实际需求和物
8、件的市场供应,通过比较,KD-9561用起来方便实用,因此用它来作为报警器的电压驱动模块。(4)发声电路的方案论证与选择方案选择:发声模块在本实验中是用来接受信号发出报警声音即可,故用一个扬声器作为发生器模块。1。2.3 系统组成系统的基本框图如图2。10所示。电 源三声模拟报警专用集成电路KD9561单稳态触发CD4011扬声器图2。10系统基本框图三、单元电路分析与设计1。1 电源部分电路的设计通过对220v电源进行整流滤波,再由7805进行稳压,就可以达到所需的电压,稳定性能够达到要求。1)7805典型连接电路如下( 图3.1。1 ),塑封硅整流桥堆图如下(图3。1。2)图3。1。1 7
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