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1、555 磁控防盗语音信号报警电路摘要该设计 555 单稳态触发器为核心的磁控语言防盗报警电路，配合磁控开关以及语音报警电路实现报警功能。主要组成为磁控开关触发与单稳态延时电路、报警语音发声电路和语音功放电路。工作原理可概括为当磁控开关的永久磁铁分开时，555 单稳态触发器发出一个高电平信号，向报警语音发声电路提供触发信号和工作电源，由 LM386 组成报警语音的功放电路发出报警语音放大，扬声器发出报警。现实生活中实现时，永久磁铁需安装在门窗或被保护的物体上，当门窗打开或保护物体移动时，磁铁分开，此时报警电路会发出警报声提醒主人。关键词：触发器，磁控开关，功放，报警ABSTRACTThe des
2、ign 555 single policy to trigger the magnetic control language core burglar alarm circuits with magnetic control as well as the police to voice alarm circuit functions.Major groups to trigger the magnetic control on single circuit alarm time voice voice circuits and voice amplifier circuitThe work c
3、an be summarized as magnetic control of the permanent magnet, 555 issued a single step trigger Signal Alarm high voltage circuits to voice audible signal and triggered by the power of LM 386 Group alarm voice amplifier circuit issued a warning Voice loud speakers to enlarge alarmReal life, the perma
4、nent magnet installed on the protection of the doors and windows when the doors and windows objects Moving Objects magnet protection at a time when a warning sound alarm circuits reminded owners.Keywords：trigger，The magnetic control, amplifier，alarm目录第 1 章 绪论1.1 本论文的意义与背景1.11 背景随着时代的不断进步,人们对自己所处环境的安
5、全性提出了更高的要求,尤其是在家居安全方面,不得不时刻留意那些不速之客。所以作为新一代的智能家居安全防盗报警器系统就应运而生，并日益受到广泛的重视和运用。另外，为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能小区的等级标准，按照其要求智能小区中必须具有安全防范、信息管理、物业管理和信息网络等系统。因此小区安全防范系统建设已逐渐纳入许多小区建设的必备项目中了。以深圳为例，几乎所有新建的住宅楼盘都预装了防盗系统，并禁止安装防盗网，而上海、广州、温州、南昌等地更是花费重金拆除了防盗网，其防盗功能则必须由电子防盗系统来完成。因此，家庭安防系统必将有很大的发展，并且也将从北京、上海、广东等发达城市
6、向内地蔓延开来，形成一个全新的朝阳产业。1.12 意义报警器应用于各个领域，只要涉及到私人、群众以及国家利益的时候，防盗装置就必不可少。一般防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。这对于保障居民的生命财产安全，提高公安、消防、医疗、保安等部门的快速反应能力，有着十分重要的意义。1.2 本论文主要内容1.21 555 单稳态触发器单稳态触发器具有稳态和暂
7、稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。由于单稳态触发器具有这些特点，常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。1.22 磁控开关磁 控 开 关 即 磁 开 关 入 侵 探 测 器 。 由 永 久 磁 铁 和 干 簧 管 两 部 分 组 成 。 干 簧 管 又 称舌 簧 管 ， 其 构 造 是 在 充 满 惰 性 气 体 的 密 封 玻 璃 管 内 封 装 2 个 或 2 个 以 上 软 铁电 极 。 在 自 然 状 态 下 ， 两 个 电 极 不 接 触 的
8、叫 常 开 式 ， 接 触 的 叫 常 闭 式 。1.23 语 音 报 警 电 路本论文中报警电路时由 LM386 组成报警语音的功放电路，它将 LQ46 发出的报警语音放大后，通过扬声器发出响亮的报警声。1.3 本论文结构安排第一章绪论用来阐述论文研究的背景以及主要内容，对目前该设计在市场和学术领域的价值以及发展现状，对论文做一个比较概要的描述。第二章主要来详细描述本论文中用的详细理论，各个模块的设计方案以及原理介绍。第三章对本论文中设计对象的实现过程和实现结果做一详细描述。1.4 报警器的分类目前市场主流的报警器主要分为磁控开关报警器、震动报警器、声报警器、超声波报警器、电场报警器、微波报
9、警器、红外报警器、激光报警器和视频运动报警器。其中磁控报警器还是应用非常广泛的一种报警器，本论文主要研究与设计的就是目前市场上比较主流的磁控语音报警电路，下面来阐述我设计的磁控语音防盗报警电路的研究流程。第 2 章2.1 555 单稳态触发器2.11 电路组成及工作原理（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态当电路无触发信号时，v I 保持高电平，电路工作在稳定状态，即输出端 vO 保持低电平，555 内放电三极管 T 饱和导通，管脚 7“接地” ，电容电压 vC 为 0V。（2）v I 下降沿触发当 vI 下降沿到达时，555 触发输入端（2 脚）由高电平跳变为低电平，电路被触发，vO 由低
10、电平跳变为高电平，电路由稳态转入暂稳态。（3）暂稳态的维持时间在暂稳态期间，555 内放电三极管 T 截止，V CC 经 R 向 C 充电。其充电回路为VCC RC 地，时间常数 1=RC，电容电压 vC 由 0V 开始增大，在电容电压 vC 上升到阈值电压 之前，电路将保持暂稳态不变。c3226VCC RDO5553vI2I1v8 4(a) (b)v7RVCCC 1 50.01FC1vC 2C3VCCvttOO t tvIOvvO tIVCC0 1tW图 21 用 555 定时器构成的单稳态触发器及工作波形（4）自动返回（暂稳态结束）时间当 vC 上升至阈值电压 时，输出电压 vO 由高电平
11、跳变为低电平， 555 内放电三极cV3管 T 由截止转为饱和导通，管脚 7“接地” ，电容 C 经放电三极管对地迅速放电，电压 vC由 迅速降至 0V（放电三极管的饱和压降） ，电路由暂稳态重新转入稳态。cV32（5）恢复过程当暂稳态结束后，电容 C 通过饱和导通的三极管 T 放电，时间常数 2=RCESC，式中RCES 是 T 的饱和导通电阻，其阻值非常小，因此 2 之值亦非常小。经过（ 35） 2 后，电容 C 放电完毕，恢复过程结束。恢复过程结束后，电路返回到稳定状态，单稳态触发器又可以接收新的触发信号。2.12 主要参数估算(1) 输出脉冲宽度 tW输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间，也
12、就是定时电容的充电时间。由图 8.41（b）所示电容电压 vC 的工作波形不难看出 vC（0 +）0V，v C（）=V CC，v C（t W）= ，代入cV32RC 过渡过程计算公式，可得 CRVtvtCWW1.3ln20l)()(ln1上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度 tW仅决定于定时元件 R、C 的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节 R、C 的取值，即可方便的 调节 tW。（2）恢复时间 tre一般取 tre=（35） 2，即认为经过 35 倍的时间常数电容就放电完毕。（3）最高工作频率 fmax若输入触发信号 vI 是周期为 T 的连续脉冲时，为保证单稳态触发器能够正常工作，应满
13、足下列条件：T tWt re即 vI 周期的最小值 Tmin 应为 tWt re，即Tmin= tWt re因此，单稳态触发器的最高工作频率应为retf1minax需要指出的是，在图 21 所示电路中，输入触发信号 vI 的脉冲宽度（低电平的保持时间） ，必须小于电路输出 vO 的脉冲宽度（暂稳态维持时间 tW） ，否则电路将不能正常工作。因为当单稳态触发器被触发翻转到暂稳态后，如果 vI 端的低电平一直保持不变，那么 555定时器的输出端将一直保持高电平不变。解决这一问题的一个简单方法，就是在电路的输入端加一个 RC 微分电路，即当 vI为宽脉冲时，让 vI经 RC 微分电路之后再接到 vI
14、2端。不过微分电路的电阻应接到 VCC，以保证在 vI下降沿未到来时， vI2端为高电平。2.13 集成单稳态触发器1. TTL 集成单稳态触发器 74121 的逻辑功能和使用方法图 22（a）是 TTL 集成单稳态触发器 74121 的逻辑符号， （b）是工作波形图。该器件是在普通微分型单稳态触发器的基础上附加以输入控制电路和输出缓冲电路而形成的。AABvovoextC RintCextextR VCCGND10 11 1491634512774121tBAtOtWOtTOWW TTO2vAo1(a) (b)图 22 集成单稳态触发器 74121 的逻辑符号和波形图（a）逻辑符号 （b）波形
15、图它有两种触发方式：下降沿触发和上升沿触发。A 1 和 A2 是两个下降沿有效的触发输入端，B 是上升沿有效的触发信号输入端。vO 和 是两个状态互补的输出端。R ext/Cext、C ext 是外接定时电阻和电容的连接端，外接定时电阻 Rext（阻值可在 1.440k 之间选择）应一端接 VCC（引脚 14） ，另一端接引脚11。外接定时电容 C（一般在 10pF10F 之间选择）一端接引脚 10，另一端接引脚 11即可。若 C 是电解电容，则其正极引脚 10，负极接引脚 11。74121 内部已经设置了一个2k 的定时电阻，R int（引脚 9）是其引出端，使用时只需将引脚 9 与引脚 1
16、4 连接起来即可，不用时则应让引脚 9 悬空。表 2.1 是集成单稳态触发器 74121 的功能表，表中 1 表示高电平，0 表示低电平，表 2.1 集成单稳态触发器 74121 的功能表输 入 输 出A A B vo ov0 1 0 11 0 10 0 101 1 0 11 11 10 10工 作 特 征保 持 稳 态下 降 沿 触 发上 升 沿 触 发1 2图 23 表明了集成单稳态触发器 74121 的外部元件连接方法，图（a）是使用外部电阻 Rext 且电路为下降沿触发连接方式，图（b）是使用内部电阻 Rint 且电路为上升沿触发连接方式。AAB ovovextC intRextextCR CCVGND10 11 1491634512774121 AAB ovovextC intRextextCR CCVGND10 11 149163
