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1、- 0 -湖南九嶷职业技术学院毕业设计标 题： 多点断线式报警器 学生姓名： 刘 刚 系 部： 机电工程系 专 业： 机电一体化技术 班 级： 09 机电大专 1 班指导教师： 姚永辉 郁悦湖南九嶷职业技术学院教务处制- 1 -目录摘要 . 1 1、任务分析，方案设计 . 2 1.1 任务分析 . 2 2.2 方案设计 . 2 2、 直流稳压电源电路设计 . 2 2.1 直流稳压电源原理图 . 2 3、 555 定时器芯片工作原理 . 3 3.1 555 定时器 . 3 3.2 555 定时器原理图 . 4 3.3 555 定 时 器 应 用 . 7 4、多点断电式防盗报警器电路设计 . 7
2、4.1 断电式防盗报警器电路图 . 7 4.2 仿真结果及分析 . 8 5、 主要仪器与设备 . 9 结论参考文献 . 9 附 录 . 9 后记 . 10 - 2 -摘 要多点断线式报警器可根据音响频率的不同来判断断线的位置，用于防盗中很能及时的发现被盗地点，能够更好的协助公安机关抓捕犯罪嫌疑人。多点断线式报警器可以很广泛的应用，随时随地的安装与调试。555 定时器有着很好的应用能够更好的改装成其他电路。构成多谐振荡器后可以改变一定的参数来改变报警器震动频率这样可以通过音响发出不同的声音。通过二极管可以是电流的单一方向。这样就可以进行设计。关键词： 多点 555 定时器 报警1.任务分析，方案
3、设计- 3 -采用 555 定时器设计电路，使用可调电阻来调节各线触发报警的灵敏度，当其中任意的警戒线被扯断或可调电阻很大就会充电，然后引起 555 定时器的起震，发出不同频率声音，识别各点断线报警。1.1 任务分析使用不同的值得电阻分别监控不同的位置，每个电阻连接一个发光二极管，平时将他们接地 VD1-VD5 都处于反偏状态，这时他们就不能给电容充电，当有一个被扯断就会充电然后引起555 定时器的起震，然后就会发出声音。由于 R1、R5、R6 的电阻是可调的故报警器可以发出不同的声音，值班人员通过声音就可以判断出那里发生了事。1.2 方案论证断电式防盗报警器总体方框图如下图 2.1 所示（图
4、 2-2.1 引用）其工作原理为：防盗丝是多根细导线，它可设置在防盗的物品上或门窗上，当控制开关闭合时，报警器处于关闭状态。打开控制开关后，一旦有盗贼进入使防盗线断裂，就会使触发器输出高电平，扬声器给出警报声。即使盗贼将碰断了的防盗线接上也不会使输出状态改变，只有按动控制开关才能解除报警控制。2.直流稳压电源电路设计2.1 直流稳压电源原理图直流稳压电源原理图：如图 3-3.1 所示 220V 交流电经过变压器降为 12V，经桥式整流，滤波后得到 12V 平滑直流电压，经 LM7812 三端稳压集成电路输出 12V 直流稳定电压。- 4 -（图 3-3.1）2.2 直流稳压电源波形图（如图 3
5、-3.2）（图 3-3.2）3、 555 定时器芯片工作原理与应用3.1 555 定时器- 5 -555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V6V 工作，7555 可在 38V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 定时器产品有 TTL 型和 CMOS型两类。TTL 型产品型号的最后三位都是 555，CMOS 型产品的最后四位都是 7555，它们的
6、逻辑功能和外部引线排列完全相同。555 定时器的电路如图 4-4.1 所示。它由三个阻值为 5k 的电阻组成的分压器、两个电压比较器 C1 和 C2、基本 RS 触发器、放电晶体管 T、与非门和反相器组成。（图 4-4.1 定时器原理图 引用）3.2 555 定时器原理555 定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器和多谐振荡器等，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。分压器为两个电压比较器 C1、C2 提供参考电压。如 5 端悬空，则比较器 C1 的参考电压为，加在同相端；C2 的参考电压为，加在反相端。4
7、引脚是复位输入端。当其为 0 时，基本 RS 触发器被置 0，晶体管 T 导通，输出端 u0为低电平。正常工作时，输出端 u0 为 1。u11和 u12分别为 6 端和 2 端的输入电压。当 u112/3Ucc，u121/3U cc 时，C1 输出为低电平，C2 输出为高电平，基本 RS 触发器被置 0，晶体管 T 导通，输出端 u0 为低电平。当 u111/3Ucc 时，基本 RS 触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。综上所述，可得 555 定时器功能如表图 4-4.2 所示。- 6 -（表 4-4.2 555 定时器功能表 ）3.3 555 定时器应用1单稳态电路前面介绍的双稳态触发器具
8、有两个稳态的输出状态和，且两个状态始终相反。而单稳态触发器只有一个稳态状态。在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。单稳态触发器电路的构成形式很多。图 a 所示为用 555 定时器构成的单稳态触发器，R、C 为外接元件，触发脉冲 u1 由 2 端输入。5 端不用时一般通过 0.01uF 电容接地，以防干扰。下面对照图 b 进行分析。(a) 电路图 (b) 波形图(1) 稳态稳态时，输出 uo 为低电平，即无触发器信号（ui 为高电平）时，电路处于稳定状态- 7
9、 -输出低电平。在 ui 负脉冲作用下，低电平触发端得到低于（1/3）Ucc，触发信号，输出 uo为高电平，放电管 VT 截止，电 路进入暂稳态，定时开始。 (2) 暂稳态在 t=t1 瞬间，2 端输入一个负脉冲，基本 RS 触发器置 1，输出为高电平，并使晶体管T 截止，电路进入暂稳态。此后，电源又经 R 向 C 充电，充电时间常数=RC，电容的电压按指数规律上升。在 t=t2 时刻，触发负脉冲消失，若 uc2/3Ucc，基本 RS 触发器保持原状态，u0 仍为高电平。在 t=t3 时刻，当 uc 上升略高于时，基本 RS 触发器复位，输出 u0=0，回到初始稳态。同时，晶体管 T 导通，电
10、容 C 通过 T 迅速放电直至 uc 为 0。这时，电路为下次翻转做好了准备。输出脉冲宽度 tp 为暂稳态的持续时间，即电容 C 的电压从 0 充至所需的时间，式为：Tw=1.1RC由上式可知： 改变 R、C 的值，可改变输出脉冲宽度，从而可以用于定时控制。 在 R、C 的值一定时，输出脉冲的幅度和宽度是一定的，利用这一特性可对边沿不陡、幅度不齐的波形进行整形。2多谐振荡器多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。图 a 所示是由 5
11、55 定时器构成的多谐振荡器。R1、R2 和 C 是外接元件。刚接通电源时，uc=0，u0=1。当 uc 升至后，比较器 C1 输出低电平，基本 RS 触发器置 0，定时器输出 u0 由 1 变为 0。同时，三极管 T 导通，电容通过 R2 放电，uc 下降。在1/3Uccuc2/3Ucc 期间，u0 保持低电平状态。在 uc 下降至以后，比较器 C2 输出低电平，使触发器置 1，输出 u0 由 0 变为 1。同时三极管 T 截止，于是电容 C 再次被充电。如此不断重复上述过程，多谐振荡器的输出端就可得到一串矩形波。工作波形如图 b 所示。- 8 -(a) 电路图 (b) 波形图振荡周期等于两个暂稳态的持续时间。第一个暂稳态时间 tp1 为电容 C 的电压uc 从充电至所需时间。4、多点断电式防盗报警器电路设计4.1 断电式防盗报警器电路图(图 5-5.1)4.2 仿真结果及分析- 9 -工作过程：其中 S1、S
