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1、本本 科科 毕毕 业业 论论 文文( 2010 届届)题 目：具有复合功能的假币报警电路的设计 学 院: 物理与电子信息工程学院 专 业: 电子信息工程 班 级: 06 电信本 姓 名: 学 号: 0610001140 指导老师: 完成日期: 2010 年 3 月 27 日 目目 录录 摘 要IAbstract.II1 引言11.1 课题研究的背景与意义11.2 本课题的研究内容11.3 本文的结构22 系统总体设计32.1 系统的总体方案论证32.2 系统硬件电路的总体结构.33 系统的各硬件电路设计53.1 辅助电源部分.53.1.1 稳压器简介.53.1.2 本系统辅助电源设计63.2
2、磁迹检测部分.63.2.1 霍尔传感器及 LM324 简介.63.2.2 磁迹检测原理简介.83.2.3 本系统磁迹检测电路设计93.3 荧光检测部分.113.3.1 LM339 简介.113.3.2 荧光检测原理简介.123.3.3 本系统荧光检测电路设计123.4 声光报警部分.133.4.1NE555 简介.133.4.2 本系统声光报警电路设计154 系统测试及结果分析164.1 测试方法.164.2 测试数据与结果分析.165 总结17致谢.18参考文献.19附件 120附件 222I摘 要具有复合功能的假币报警电路是验钞机的核心电路，在现代生活中，对保证我国改革开放的顺利进行，维护
3、正常的经济秩序和货币的稳定具有十分重要的意义。本文介绍了一种以 LM339 电压比较器和 LM324 运算放大器为控制核心的假币报警电路设计方案，给出了具有复合功能的假币报警电路的硬件电路及实现系统。本报警电路由信号接收部分，运算放大部分，电压比较部分，辅助电源等模块组成，实现了人民币的磁性检测，荧光指示，声光报警等功能。本系统具有稳定性强、显示直观、使用方便等特点。 关键词关键词：假币报警电路，电压比较器，运算放大器，辅助电源。IIAbstractThe counterfeit alarm circuit with a complex function is the core circuit
4、 of the detector. In modern life,it is of great significance for ensuring the smooth progress of Chinas reform and opening up, to maintain normal economic order and the stability of the currency. This article describes a kind of counterfeit alarm circuit design with LM339 voltage comparator and the
5、LM324 op amp to control the core, it included hardware structure and system. There are some modules of this system, such as signal receiving part , operational amplifier section, voltage comparator part, auxiliary power supply. These functions are realized RMB magnetic testing, fluorescence instruct
6、ions, sound and light alarm. The system has the following features , such as high accuracy, intuitived showing , easy using ect.Keywords: The counterfeit alarm circuit; Voltage Comparator; Operational Amplifier; auxiliary power supply01引言1.1 课题研究的背景与意义课题研究的背景与意义改革开放以来，国民经济在持续、快速、健康的发展，经济的发展促进了货币的流通，
7、经济形式对货币的数量与质量都提出了更高要求的标准。然而，自从有了货币，假币就随之产生。对此，反假币一直是各国政府面临的重要课题，因此验钞机就应运而生。人民币防伪、检伪研究与其他领域的防伪、检伪相比，有很多不同，有其特殊性。主要表现为，国家造币部门不能将人民币上的所有特征都公布于众，以防其被造假犯罪分子利用了；用于制造人民币的各种材料及制作工艺都属于国家机密，我们不可能通过资料查询等手段得到人民币上的固有的物理特征。在国外，发达国家对本国发行的货币，如美元、欧元、日元等也都采取了同样的办法，严格保密其材料及制作工艺。针对这些实际的情况，国内外各种验钞商都采用了一种所谓被动防伪方法。就是将真币、假
8、币的各种物理参数进行对比，从中找到它们的相同点与不同点，并根据各物理参数的不同来鉴别真币、假币1。目前在市场上使用的纸币识别机器主要分为以下三类：（1）验钞机：只有验钞功能而没有点钞功能，利用各种货币的机器识别方法制造，拥有一种或多种机器识别手段。只具有对纸币的真伪检验功能，并不具有点钞功能，需要人工对钞票进行引导，效率比较低，在大量现金流通过程中缺点尤其显著。主要应用在现金流量较小的场所，比如小型超市，便利店等。（2）点钞机：在验钞机的基础上，添加了机械机构、控制系统、显示系统等系统。具有点钞和验钞的双重功能，这样实现了自动点钞，大大提高了现金的流通速度，因而获得了广泛的应用。目前银行系统普
9、遍使用的就是这种点钞机。（3）清分机：纸币清分机，是一种可以自动、高效地完成现钞的防伪、整点、清分处理工作，由此提高现钞质量，保证ATM用钞、流通钞质量的高端金融现金处理设备。作为银行的专业设备，它主要用于各大银行的清分中心，而在一些小的银行网点其实并不需要。具有复合功能的假币报警电路是验钞机等最基本的核心部分。采用光电转化和光电识别技术，由运算放大器和电压比较器负担信号的接受和分析，在对人民币进行检验时，有较高的检验水平。在现代科技发展，假币仿造手段相应所有提高的时代，假币报警电路的鉴别能力完善和提高成为研究的重点2。1.2 本课题的研究内容本课题的研究内容本课题拟设计一种基于纯模电的具有复
10、合功能的假币报警电路。电路通过采集输入1端的光信号和磁信号，传送到运算放大器以及电压比较器内，通过参数的计算与设定，得到对应的数值比较，输出高低电平的不同，传输到NE555内，从而触发声音报警，达到所要求的功能实现。需要设计硬件电路方案，自行计算所需参数标准。1.3 本文的结构本文的结构第一章引言，介绍课题研究的背景、意义及研究内容。第二章系统总体设计，介绍了系统的总体方案论证、系统硬件电路的总体结构。第三章系统的单元电路设计，介绍各单元电路的功能设计。第四章系统的测试与结果分析，对系统进行测试，将测试数据进行比较和分析。第五章结论，介绍了本设计实现的功能，以及还需改进的地方。22系统总体设计
11、2.1 系统的总体方案论证系统的总体方案论证 具有复合功能的假币报警电路，方案有两种：一种是纯硬件电路，充分利用模电知识和原理，设计相应的可行电路，进行硬件焊接，利用可调电位器，对运放中的参数进行调节设置，达到理想结果；另一种是基于单片机的软件编程，通过A/D转换，将信号采集后输入单片机内，通过软件编程，控制最终输出结果，同样实现所需功能。基于本文研究的是验钞机的基本工作原理及功能实现，因而从最基础的着手，充分理解各个细节的工作原理和状态，最终实现结果，故选择第一种方案-纯硬件电路设计。硬件电路中，所需要用到的主要是集成运算放大器，电压比较器。按照集成运算放大器的参数来分,集成运算放大器可分为
12、如下几类：1，通用型运算放大器，通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用；2，高阻型运算放大器，这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大；3，低温漂型运算放大器，在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的；4，高速型运算
13、放大器，高速型运算放大器主要的特点是具有高的转换速率和宽的频率响应；5，低功耗型运算放大器，由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用；6，高压大功率型运算放大器，运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流；7，可编程控制运算放大器，在仪器仪表得使用过程中都会涉及到量程得问题.为了得到固定的电压输出,就必须改变运算放大器得放大倍数，程控运放就是为了解决这一问题而产生的。由于此电路没有特殊要求，所以选择第一种通用型运算放大器，达到所需
14、结果，同时使用方便。电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此需要对它进行改进。改进后的电压比较器有：滞回比较器和窗口比较器。可用作电压比较器的芯片：所有的运算放大器。常见的有LM324 LM358 uA741 TL081234 OP07 OP27，这些都可以做成电压比较器（不加负反馈） 。其中，LM339、LM393是专业的电压比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合。所以选择LM339更便于调试出结果3。2.2 系统硬件电路的总体结构系统硬件电路的总体结构 具有复合功能的假币报警电路的系统结构如图2-1
15、所示，它包括辅助电源，磁迹检测3部分，荧光指示部分，声光报警部分。自 制 辅 助 电 源9V5V荧光指示部分磁迹检测部分灯光报警灯光报警声音报警图 2-1 系统结构图43系统的各硬件电路设计3.1 辅助电源部分辅助电源部分 3.1.1 稳压器简介 三端稳压管也称三端稳压集成电路。电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的 78 系列和负电压输出的 79系列。三端 IC 是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子像是普通的三极管，TO- 220 的标准封装，也有 9013 样子的 TO-92 封装。用 78/79 系列三端稳压 IC 来组成稳压电源所需
16、的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来十分的可靠方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC 型号中的 78 或 79 后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，比如：7806 表示输出电压为正 6V，7909 表示输出电压为负 9V。有时在数字 78 或 79 后面还有一个 M 或 L，如 78M12 或 79L24，是用来区别输出电流和封装形式等，其中 78L 调系列的最大输出电流为 100mA ，78M 系列的最大输出电流为 1A，78 系列最大输出电流为 1.5A。塑料封装的稳压电路具有安装容易、价格低廉等优点，因此用得比较多。79 系列除了输出电压为负。除引出脚
