畢業(yè)設(shè)計10超聲波防盜報警器的電子設(shè)計報告

1、 目 錄 一設(shè)計任務(wù)與要求2二 設(shè)計內(nèi)容與步驟 （1）.設(shè)計思路.3（2）原理框圖.3（3）各單元電路圖.4三電路原理圖6四印刷電路圖（pcb）7五主要參考資料文獻(xiàn)7六. 局部仿真圖.8七設(shè)計心得體會9 設(shè) 計 任 務(wù) 與 要 求1.設(shè)計并制作一個超聲波防盜報警器，當(dāng)防盜報警器周圍有長時間移動物體活動時，報警器發(fā)出警報信號（聲音）提醒主人。 2.本防盜報警器包括超聲波信號發(fā)射哭和接收哭、解碼哭。本電路能較好地克服生活環(huán)境中的超聲干擾源，對移動目標(biāo)發(fā)出準(zhǔn)確警報。3.接收哭采用ucm40r超聲波信號傳感器，與電阻r1及可變電阻rp1、電容c1、tl702芯片等組成接收電路 ，能準(zhǔn)確地接收ucm40

2、r發(fā)出的超聲波信號，并把超聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號。并且發(fā)射頻率可調(diào)，以適用不同要求。4. 發(fā)射哭采用ucm40t超聲波信號接收哭，并且發(fā)射頻率可調(diào)，以適用不同要求。5.解碼電路包括ic3（cd4011）、濾波電容、電阻、時基電路ne555等，對接收到的超聲波信號進(jìn)行編譯、放大，傳到輸出電路。6.在無報警狀態(tài)時，應(yīng)使電路處于最小功耗狀態(tài)，輸出（揚聲器）處于電流截止?fàn)顟B(tài)。7.超聲波信號的發(fā)射頻率及揚聲器的響應(yīng)時間可調(diào)。 設(shè) 計 內(nèi) 容 與 步 驟1設(shè)計思路 該設(shè)計主要是利用超聲波的多卜勒效應(yīng)原理。超聲波傳感器ucm40t的發(fā)射頻率由ic4（ne555）、r20、r21、rp2、c12等組成的無穩(wěn)態(tài)多

3、諧振蕩器決定。計算式為f=1.44/(r19+2r20+r21+rp2)c12,本次實驗頻率約為40khz。 無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器輸出的交變方波經(jīng)ic3的兩個反相器后驅(qū)動超聲波傳感器ucm40t，發(fā)出40khz的超聲脈沖波。當(dāng)發(fā)出的超聲脈沖波遇到移動目標(biāo)時，會產(chǎn)生多卜勒頻移。與發(fā)射超聲波傳感器配套的接收傳感器ucm40r收到有產(chǎn)生多卜勒頻移的超聲脈沖波后，將超聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)r1c1濾波后加至有45倍放大的反相器ic1(a和b),再經(jīng)d1、c6、r9檢波，c7、r10為延時部分（約為1秒），加到ic2放大器。 只有當(dāng)移動信號周期大于1秒時，才能通過ic2放大。這樣便能有效地防止外界短暫干擾

4、的誤報。ic3（cd4011）的另兩個門電路a和b組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，它的暫穩(wěn)時間即脈寬由c9、r16決定（也即報警電路的響應(yīng)時間）。本電路所示參數(shù)的響應(yīng)時間約為10秒。2原理框圖多卜勒頻移反相 放大器檢波延時 電 路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路 無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器盱盱超聲波傳感 接收器超聲波傳感發(fā)射器 揚 聲 器 圖1 超聲波防盜報警器原理框圖（3）.各單元電路圖a. 超聲波傳感發(fā)射器電路圖超聲波傳感器ucm40t的發(fā)射頻率由ic4（ne555）、r20、r21、rp2、c12等組成的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器決定。計算式為圖2 發(fā)射器電路圖f=1.443/(r19+2r20+r21+rp2)c12,本次實驗頻率約為

5、40khz。 ne555d芯片組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的連接圖及頻率計算 （圖3） b.超聲波傳感接收、反向、檢波、延時、放大部分電路圖 （圖4）當(dāng)發(fā)出的超聲脈沖波遇到移動目標(biāo)時，會產(chǎn)生多卜勒頻移。與發(fā)射超聲波傳感器配套的接收傳感器ucm40r收到有產(chǎn)生多卜勒頻移的超聲脈沖波后，將超聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)r1c1濾波后加至有45倍放大的反相器ic1(a和b),再經(jīng)d1、c6、r9檢波，c7、r10為延時部分（約為1秒），加到ic2放大器。 c.報警輸出部分電路圖 （圖5） 當(dāng)移動信號周期大于1秒時，才能通過ic2放大。ic3（cd4011）的另兩個門電路a和b組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。接揚聲器接b部分

6、的輸出它的暫穩(wěn)時間即脈寬由c9、r16決定（也即報警電路的響應(yīng)時間10秒）。三電路原理圖 （圖6）四印刷電路圖（pcb） （圖7）五主要參考資料文獻(xiàn) 1.彭介華 著 電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo) 高等教育出版社 2.張云坤 劉運和等 著最新通用電子元器件置換手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 3.王浩全 洪華等 著protel dxp 電路設(shè)計與制版 人民郵電出版社 4.部分芯片的功能、引腳連接參閱 5.康華光 主編 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版） 高等教育出版社 六設(shè)計心得體會 通過兩個星期的折騰，總算把課程設(shè)計給完成了，這是一個堅苦而又漫長的過程。是啊，讀了那么多年的書，課程設(shè)計可是第一次?？粗鴦趧映晒?，很欣慰

7、，也有點不安，還不知道能否通過老師的答辯呢？ 剛開始，可以說是沒有頭緒，于是就去圖書館找資料，找到了一些關(guān)于畫圖方面的，可是這點小進(jìn)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這只是一個小小的開始。下一步是上網(wǎng)查，找到了些與我們題目相似的，那時我們每個人都很高興，可是那還不是我們要的，于是又對已有的資料進(jìn)行了一番整理，最終確定下了設(shè)計選匙。 整個設(shè)計通過了軟件和硬件上的調(diào)試、仿真。我想這對于自己以后的學(xué)習(xí)和工作都會有很大的幫助的。在這次設(shè)計中遇到了很多實際性的問題，在實際設(shè)計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。一切問題必須要靠自己一點一

8、滴的解決。而在解決的過程當(dāng)中你會發(fā)現(xiàn)自己在飛速的提升。對于單片機(jī)設(shè)計，其硬件電路是比較簡單的，主要是解決程序設(shè)計中的問題。而程序設(shè)計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。它才是一個設(shè)計的靈魂所在。因此在整個設(shè)計過程中大部分時間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個子程序才是關(guān)鍵的問題所在，這需要對芯片的引腳、結(jié)構(gòu)以及邏輯功能很熟悉。因此可以說原理圖的設(shè)計是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。由于是首次課程設(shè)計，我們這次的設(shè)計是通過自己所完成的，在進(jìn)行過程中碰到了一些困難。采用的是proteldxp來完成電路設(shè)計的，因此，對于proteldxp軟件的使用也提出了一定的要求。其次，在領(lǐng)取元器件時，熟悉了各種零件的外形、特征。再次，連接過程十分艱巨，由于在布線是布局不是非常的合理，以致于元器件邊接時碰到了一些問題，而且電路本身存在的一些問題，需要修改，所以調(diào)試時間比較長。 在這次課程設(shè)計中，我學(xué)會了怎樣去根據(jù)課題的要求去設(shè)計電路和調(diào)試電路。動手能力得到很大的提高。從中我發(fā)現(xiàn)自己并不能很好的熟練去使用我所學(xué)到的模電知識。在以后學(xué)習(xí)中我要加強(qiáng)對使用電路的設(shè)