双路防盗报警器电路设计

双路防盗警报器设计一设计目的和背景这几年随着改革开放的不断深入以及我国经济的迅猛发展，人民的生活水平有了很大的提高。各种贵重物品以及高档家电产品为越来越多的家庭所拥有，并且人们手中尤其是城市居民的积蓄数额也十分可观。因此，越来越多的家庭对财产安 全问题十分关心。目前，许多家庭都使用了较为安全的防盗门， 如果再设计和生 产一种廉价、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。为此，提出“双路防盗报警器”的设计任务。该报警器适用于家庭防盗，也适用于中小企业事业单位。其特点是灵敏、可靠，一触即发，可以立即报警；也可以延时1-35秒再报警，以增加报警的突然性与隐蔽性。报警时除可以发出类似公安警车的报警声之外，两只警灯还可以同时交替闪亮，增加对犯罪分子的威慑气氛。二设计任务与要求1设计题目双路防盗报警器的设计2设计任务与要求1. 设计一个双路防盗报警器，当常闭开关K1 （实际中是安装在窗于窗框、门于门框的紧贴面上的导电铜片）发生盗情时，K1打开，要求延时135s发生报警。 当常开开关K2发生盗情而闭合时，应立即报警。2. 发生报警时，有两个警灯交替闪亮，周期为 12s，并有警车的报警发生，频 率为 f=1.5 1.8Hz。3. 选择电路元、器件。4. 安装调试，并写出设计总结报告。三设计方案论证及方块图目前市售的防盗报警器有的结构复杂、体积大、价格贵，多适用于企事单位用。 而一些简易便宜的报警器其性能又不十分理想，可靠性太差。综合各种报警器的优缺点，并根据本设计要求及性能指标， 兼顾可行性、可靠性和经济性等各种因 素，确定双路防盗报警器主要组成部分的方块图如图1所示。它由延时触发器、报警声发生单元和警灯驱动单元三部分组成。方块图如下图所示单兀HL1四电路的组成及工作原理双路防盗报警器总电路原理图如图 2所示1单元电路的分析（一）延时触发器其主要功能为延时触发和即时触发。该部分电路主要由K1常闭开关（延时触发开关）、K2常开开关（即时触发开关），与非G1- G3二极管D1与D2,电容C1 C2和电阻R1-R4及电位器Rw组成。延时触发器的工作原理如下：1 电源刚接通时：因为电容C2的下极板接地为0V,由于电源刚接通的瞬间电容电压不能突变， 故C2的上极板也为0V。低电平“0”信号脉冲输入与非门G3使G3输出高电平； 又因开关K2断开，+ 6V电源使门G2输入信号为高电平（此时 K1闭合，门G1 输入低电平，输出为高电平，二极管 D1截止，对基本RS触发器无影响），门G2 输出（基本RS触发器Q端）低电平“ 0”，从而使555定时器IC2和IC3的第4 脚（异步复位端）为低电平，IC2和IC3不工作，报警器不发声不闪亮。称此时 延时触发器开关为关闭状态。2 开关K1打开（延时报警器）时：电源通过电阻R1和电位器Rw的阻值，满足R1+ Rw2/3Vcc时,输出端3脚变为低电平,IC2内部的放电管导通,C3通过电阻R6和IC2的放电端7脚放电,C3上电压（D点）逐渐下降；当Uc3 1/3Vcc时3 脚（E）点又翻回高电平。如此周而复始形成振荡，产生周期1 2s的矩形波，占空比约为50%。2. IC3和电阻R8,R9,C4组成另一个低频振荡器。这里特别指出的是：IC3的电 压控制端5脚控制电压是C3的电压（D点）通过T1的发射极合得到的.D点电压 变化,使IC3的5脚电压Uco值随之而变化。当UD（ Uc3）较高时，Uco也较高，正向阈值电压Ut +（等于Uco）和负向阈值电压Ut （等于1 / 2Uco）也较 高,电容C4充放电时间长,因而IC3的输出端3脚（F）点输出脉冲的频率较低； 反之，当UD较低时,Uco也较低,Ut +和UT较低,C4的充放电时间短,F点输出脉 冲频率高较高。由此可见,IC3的输出短F点得到的脉冲不是单一频率，其振荡 频率可在一定范围内周期变化。选择合适的参数，其输出频率约在105KHZ至1.8KHZ之间。D点、E点、和F点的波形如图所示。F点输出的脉冲经T2和T3 放大后，推动扬声器发出高低频率不同的声音，类似公安警车的报警声。（三）警灯驱动单元其主要功能是，发生报警时，使两个警灯交替闪亮，周期为 12s,以增加报 警时的紧迫感，该部分电路由非门 G4G8三极管T4T7,电阻R11R12和两个 警灯HL1与HL2组成。警灯驱动单元的工作原理如下：1. 当不报警（K1闭合和K2多断开）时：这是延时触发门R S触发器Q=0,封锁了门G5和G6,使门G7与G8输出总为0， 三极管T4T7截止，警灯HL1与HL2不亮。当报警（K1断开和K2闭合）时：延时触发器Q=1,门G5和G6解除封锁，IC2产生的振荡信号经门G4反相后送入 门G6的输入信号和直接送入门G5的输入信号极性相反。使门G7和G8的输出信 号极性相反，且它们在IC2脚输出脉冲的控制下轮流交替出现高电平“ 1”，因而三极管T4,T5 和 T6,T7轮流导通和截止，警灯 HL1和HL2便交替闪亮。选择参数，可使警灯闪亮周 期为12s。在图2的电路原理图中，将门G1G8用两个四2输入的非门来代替，画出的整机 电路如图4所示。图中G1G4W IC1表示，G5G8用 IC4表示。2总体电路的分析总体电路主要由延时触发器报警发生单元以及警灯驱动组成。延时触发器主要功能为延时触发和即时触发。报警发生单元主要功能是当报警发生时，它在警 灯驱动单元的驱动下发出频率为 1.51.8kHZ的类似于警车的报警声。警灯驱动 单元主要功能是，在发生报警情况时，能使两个警灯交替闪亮，周期很短约为 12秒，以增加报警时的紧迫感。延时触发部分主要是由k1常闭开关、k2常开开关，与非门G1G3二级管D1与 D2,电容C1C2和电阻R1R4及电位器Rw组成。通过该电路能够起到延迟报警 发声单元的报警声给盗贼以突然的威慑力，由前面单元电路里的分析，我们知道 当开关K1打开时，C1上的电压达到门G1的转折电压时，IC2和IC3开始工作， 报警发生单元和警灯驱动单元工作，既延时触发打开；当开关K2闭合时，D2导通，使RS触发器的SD端为0，RD端为1，RS触发器会立刻被置“ 1”延时触发 门立即打开，防盗发生装置会立刻发出报警。报警发生单元主要是由555定时器IC2和IC3,半导体三极管T1T3定时电容C3C4电阻R5R10及扬声器组成。警灯驱动单元的组成在前面单元电路的分析中已经介绍过这里不再重复。通过延时触发器决定了警灯驱动单元的工作时间，在警灯驱动单元的作用下警灯发生单 元工作。五电路元件器选择与计算由于电路已基本定形，所以大部分元器件可以查手册直接选用，不必再考虑 设计计算只有少数元件要考虑计算。（一）IC2与IC3的选择IC2 与 IC3 选 CB555（二）G1G8的选择G1G4和GAG8可选择两个四2输入CMO与非门，器型号选 CC4011（三）三极管的选择1 . T1:选 PNP型硅管，型号为 3CG110A（3CG21）2 . T2: NPN型高频小功率硅管 3DG100B（3DG6B）3 . T3:选NPN型高频大功率硅管3DA87A（ 3DAH1）4 . T4和T6:选NPN型高频中功率硅管（3DG12B。5 . T5 和 T7:选 NPN型低频大功率硅管 3DD203（ DD01A B= 50200，Icm 二 1A,Pcm = 10W（四）警灯和扬声器的选择警灯HL1和HL2选择6.3V/0.150.3A 的小灯泡。扬声器选口径2.54in（英寸）*，阻抗816欧普通恒扬声器。（五）电容的选择3= 100 F/10V,C2=22 F/10V,C3=47 F/10V,C4=0.1 FC5=220 F/10V,C1,C2,C3,C5 均为铝电解电容。（六）电阻的选择与计算1. R1和电位器Rw计算：因为选C仁100 F，要求K1打开（报警）时135S,35S考虑，忽略了 C1通过R2的放电,则(R1+RW C1=35sR1+Rw=350k选固定电阻R1=10k电位器Rw=350k2. R2:因要求 R1+ RwR2,可选 R2= 1M 。3. R3和 R4:可选 100k .4. R5和R6的计算：要求R5和R6与C3以及IC2组成的多谐振荡周期为1 2s,由T=0.69（R5+2R6）C3且知C3=47 F又考虑IC输出脉冲占空比为50%，可算出R5+ 2R6= 3060K可选 R6= 18K , R5= 1 k 。R8和R9的选择：由IC3和R8, R9, C4组成另一个低频振荡器，器输出频率范 围约为1.51.8Khz（由D点电压控制），当Uco=Ud=2/3Vcc时，频率最低，fl = 1.5khz,可算出电阻 R8+2R9 k （选 C4= 0.1 F）, 可取 R9=4.7k ,R8=1k。6. 选 R10= 1k ; R1 仁R12=10k ;R13=10k ;R7=1k。C5和R13为电源低频去耦滤波电路，防止因电源内阻增大（电池用久了）而引起激。以上所有电阻均为选用0.125W的金属膜电阻。（七）直流电源可采用四节电池，电压Vcc=6V。六小结通过验证证明，该设计方案是成功的。其中难免存在一些错误和缺陷，请老 师能给予批评和指证，使该设计更加完善。通过此次课程设计让我能够亲身参予电子产品的设计师使我更加深深地体 会到：现代的社会是信息的社会，很多与人们生活紧密相关的产品都是电子产品 比如决定现代社会发展方向的电脑以及几乎每个同学都拥有的收音机等等无不 说明电子产品的重要性。作为一名电气专业已经大三的大学生，我认识到我不仅要学好课本上的知识，还要学会将所学到的知识联系并应用到现实生活中，做到 理论联系实际。通过这几周紧张而充实的课程设计， 我学到了很多东西，并对我以后所要做 的毕业设计有了一个初步的了解。做好一个课程设计或毕业设计不仅要具备扎实 的书本知识并会善于应用，还要学会查阅资料，对以前学过的知识不清楚的地方 还要进行复习，实在搞不明白的地方要向老师或同学请教，这样才可能做出一个 比较不错的课程设计。通过此次设计过程，使我学会了一些作为一个电气专业的 学生所应学会的软件如protel,并对可编程逻辑器件的应用和开发的设计思想有 了更进一步的了解和掌握。在这里我要感谢我们的指导老师，非常感谢老师的指 导和帮助，真的很感谢他们。希望以后还能参加这样的课程设计。我想我会做的 更好的。七参考文献1、电子技术基础（数字部分）主编：康光华 高等教育出版社2、 电子技术课程设计指导书主编：艾永乐 付子义 焦作工学院电气工 程系3、数字电路与逻辑设计主编：曹国清 中国矿业大学出版社4、 电子技术课程设计主编：历雅萍、易映萍高等教育出版社5、 电子线路设计、实验、测试主编：谢美自华中理工出版社6经典集成电路400例主编：任致程 机械工业出版社7、实用电子控制电路主编：方大千、鲍萧伟国防工业出版社