模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)紅外線報(bào)警器

1、 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 紅外線報(bào)警器 摘 要 紅外線報(bào)警器一般用作防盜報(bào)警，是一種最常見(jiàn)的報(bào)警裝置，該裝置由紅外線發(fā)射部分、紅外線接收部分、三極管、555定時(shí)器以及蜂鳴器組成，可通過(guò)發(fā)射的紅外線被物體阻擋時(shí)，紅外線接受部分無(wú)法接收到紅外線時(shí)產(chǎn)生信號(hào)，利用三極管特性以及555定時(shí)器控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警并控制其報(bào)警時(shí)長(zhǎng)。關(guān)鍵詞 紅外線接收部分；三極管；555定時(shí)器abstractinfrared alarm generally used as anti-theft alarm, its one of the most common alarm device, the device by inf

2、rared 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 triode characteristics and 555 timing control buzzer on the police and control its alarm durati

3、on.key words infrared receiver parts; triode; 555 timing目 錄1 總體設(shè)計(jì)方案與要求·································· 4 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)的功能要求說(shuō)明·&#

4、183;······················· 4 1.2 設(shè)計(jì)課題總體方案介紹及工作原理說(shuō)明············· 42 設(shè)計(jì)電路及其仿真分析·······

5、························· 5 2.1 設(shè)計(jì)電路圖·······················

6、·············· 5 2.2 設(shè)計(jì)電路的仿真結(jié)果····························· 63 硬件電路各部分電路設(shè)計(jì)··

7、;···························· 8 3.1 硬件電路圖及各模塊功能簡(jiǎn)要介紹················· 8 3.2

8、pcb圖 ········································ 8 3.3 元器件清單·······&

9、#183;····························· 94 系統(tǒng)的調(diào)試及性能分析··················

10、;·············· 10 4.1 系統(tǒng)的調(diào)試·································

11、3;··· 10 4.2 性能分析······································· 115 設(shè)計(jì)結(jié)論及體會(huì)···

12、3;·································· 116 參考文獻(xiàn)··············&

13、#183;····························· 121 總體設(shè)計(jì)方案與要求1.1 設(shè)計(jì)課題任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)紅外線防盜報(bào)警器。要求如果有人進(jìn)入監(jiān)視區(qū)域，立即報(bào)警，報(bào)警時(shí)長(zhǎng)為30秒。1.2 設(shè)計(jì)課題總體方案介紹及總體方案說(shuō)明1.2.1 設(shè)計(jì)課題總體方案介紹該裝置以三極管和555定時(shí)器為核心，采用

14、紅外線發(fā)射管和紅外線接受管為發(fā)射和接受裝置，利用三極管的特性和555定時(shí)器來(lái)控制蜂鳴器工作，在紅外線接受管未接收到紅外線時(shí)輸出電平信號(hào)來(lái)使蜂鳴器報(bào)警。系統(tǒng)框圖如圖 1.1所示。 電源紅外線接受裝置紅外線發(fā)射裝置三極管555定時(shí)器蜂鳴器 圖 1.1 系統(tǒng)方框圖1.2.2 總體方案說(shuō)明該裝置接通電源后，紅外線發(fā)射管發(fā)出紅外線，紅外線接受管接收到紅外線，紅外線接收器導(dǎo)通，輸出高電平至第一個(gè)三極管，令其達(dá)到飽和狀態(tài)，第二個(gè)三極管接收到第一個(gè)三極管的低電平，便處于截至狀態(tài)，555定時(shí)器接收到高電平，輸出低電平至蜂鳴器，蜂鳴器不工作；當(dāng)有人或物體擋在發(fā)射管與接受管之間時(shí)，使接受管接收不到紅外線，此時(shí)，接受

15、管不導(dǎo)通，第一個(gè)三極管接收到低電平，此三極管便處于截至狀態(tài)，輸出高電平至第二個(gè)三極管，此三極管達(dá)到飽和狀態(tài)，555定時(shí)器接收到低電平，555定時(shí)器輸出高電平給蜂鳴器，蜂鳴器開(kāi)始報(bào)警。2 設(shè)計(jì)電路及其仿真2.1 設(shè)計(jì)電路圖設(shè)計(jì)其原理電路圖：圖2.1。圖2.1 原理電路圖j1：電源r ：電阻d1：紅外線發(fā)射器d2：紅外線接收器q1；一號(hào)三極管q2：二號(hào)三極管jp1：555計(jì)時(shí)器ci：儲(chǔ)能電能c2：濾波電容u1：蜂鳴器2.2 設(shè)計(jì)電路圖的仿真結(jié)果在multisim中編輯出電路圖（見(jiàn)圖2.2），在紅外線發(fā)射部分中加入一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制紅外線發(fā)射管工作，從而達(dá)到讓紅外線接收管能處于接收到紅外線跟無(wú)紅外線接收

16、兩種狀態(tài)；用一個(gè)電壓表來(lái)代替蜂鳴器，用來(lái)檢測(cè)當(dāng)紅外線接受管處于不同狀態(tài)時(shí)555計(jì)時(shí)器輸出的電平。圖2.2 電路仿真圖 將開(kāi)關(guān)閉合，接通電源，此時(shí)紅外線接收器接收到紅外線，處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出高電平至q1，q1接收到高電平達(dá)到飽和，q2接收到低電平，q2處于截至狀態(tài)，555計(jì)時(shí)器接收到高電平，輸出低電平，所以電壓表讀數(shù)為零，見(jiàn)圖2.3。圖2.3 然后將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，紅外線發(fā)射器停止工作，不發(fā)出紅外線，紅外線接收器接收不到紅外線，其不導(dǎo)通，q1接收到低電平處于截至狀態(tài)，q2接到q1的高電平達(dá)到飽和，555定時(shí)器接收到低電平，555定時(shí)器輸出高電平，所以此時(shí)電壓表讀數(shù)為5v，見(jiàn)圖2.4。圖2.43 硬件電

17、路各部分電路設(shè)計(jì)3.1 硬件電路圖及各模塊功能簡(jiǎn)要介紹在protel 99中編輯硬件電路圖，見(jiàn)圖3.1。圖3.1j1為電源輸入接口。d1為紅外線發(fā)射二極管，用來(lái)發(fā)射紅外線。d2為紅外線接收二極管，用來(lái)接收紅外線，當(dāng)其接收不到紅外線時(shí)不導(dǎo)從而改變其輸出信號(hào)，使蜂鳴器報(bào)警。q1、q2為三極管，用來(lái)調(diào)整電平信號(hào)的輸出。jp1 為555計(jì)時(shí)器，組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，達(dá)到延時(shí)作用。c1與r5組合來(lái)調(diào)整報(bào)警時(shí)長(zhǎng)。c2為濾波電容，濾去去高頻信號(hào)。u1為蜂鳴器，用來(lái)報(bào)警。3.2 pcb圖元件電路圖檢查無(wú)誤后，點(diǎn)擊design中的創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表；新建一個(gè)pcb文檔，點(diǎn)擊design導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，確認(rèn)各元件編號(hào)及封裝無(wú)誤后

18、進(jìn)行編輯。編輯好后并進(jìn)行覆銅，見(jiàn)圖3.2。圖3.23.3 元器件清單 列出各元器件的大小，編號(hào)及封裝。見(jiàn)表3.1。元器件名稱元器件參數(shù)元器件編號(hào)元器件封裝蜂鳴器u1axial0.4電容1000ufc17243電容0.01ufc27243插座j1sip2555定時(shí)器jp1dip8紅外線發(fā)射器d1diode0.4紅外線接收器d2axial0.4三極管q1to-5三極管q2to-5電阻1kr1axial0.4電阻100r2axial0.4電阻40kr3axial0.4電阻220r4axial0.4電阻30kr5axial0.4電阻100r6axial0.4表 3.14 系統(tǒng)的調(diào)試及性能分析4.1 系統(tǒng)的調(diào)試（1）將pcb圖印制并壓覆到電路板上，將電路板進(jìn)行腐蝕處理。（2）進(jìn)行鉆孔并將各元器件焊接到電路板上。并用萬(wàn)用表檢測(cè)各元件是否接好、焊接無(wú)誤。（3）接通電源，讓裝置進(jìn)行工作。4.2 紅外線報(bào)警器的性能分析此紅外線報(bào)警器屬于主動(dòng)式紅外線報(bào)警系統(tǒng)，主要由系統(tǒng)自發(fā)發(fā)射接收紅外線，由發(fā)射電路部分通過(guò)紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線，然后通過(guò)紅外線接收電路中的紅外線接受管接收紅外線，正常情況下，發(fā)射與接收活動(dòng)正常，當(dāng)有人或物擋住，使得接收中斷，改變其輸出電