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1、声光双控自动报警及照明电路的设计与制作专业：电子信息工程技术 班级：电信xx 姓名：xxx 指导老师：摘要 本文设计并制作了声光双控自动报警及照明电路。通过对现有的各种方案分析，采用红外对管、驻极体传感器以及为主要器件，通过555多谐振荡器原理设计并制作。本系统有声控制电路、光控制电路、与门控制电路和红外报警电路，具有报警照明的功能，利用红外线的良好的隐蔽性，使报警器在白天和黑夜都能使用，同时声光双控使照明灯有节能的作用。关键词 红外对管 驻极体传感器 光敏晶体管 报警 照明声光双控自动报警及照明灯的设计与制作 2012届学生毕业设计目录引 言1第一章 概述21.1发展与意义21.2简单介绍报
2、警器的功能与电路设计2第二章 设计方案32.1电路的组成框图32.2各模块设计的作用及要求32.2.1光控制电路与红外报警电路的作用32.2.2声控制电路的作用3第三章 设计原理43.1电路各模块设计43.1.1 555芯片介绍43.1.2多谐振荡器的原理43.2电路的工作原理5第四章 制作与调试64.1 PCB板的制作64.2调试64.2.1调试的步骤64.2.2 调试中遇到的问题64.2.3调试结果6总结8参考文献9致 谢10附图一 原理图11附图二 PCB图12附图三 实物图13附图四 元器件清单14引 言本设计结构简单、易操作、成本低、实用性强，主要是有光控制电路、声控制电路、与门控制
3、电路和红外报警电路四部分组成。由于整体电路主要是由555时基集成电路组成，故主要研究555时基集成块的工作方式及原理。本设计主要考虑了由于与门控制电路的影响，只有声光控制电路输出同时为高电平时，照明灯才会亮，这样在白天即使有声音照明灯也不会亮，只有在黑夜，有声音的时候照明灯点亮，起到节能作用。当然，仅仅作为节能灯本设计就没有什么特色了，因此，在光控制电路部分设计了红外报警电路，红外线是一种不可见的光线，采用红外线防盗是因为红外线具有良好的隐蔽性，白天和黑夜都能使用，这样只要一方处于工作状态就可以了。本课题就是设计了一个利用红外线报警并声光双控照明的电子产品，具有及时报警及照明的作用。第一章 概
4、述1.1发展与意义 近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展，人民的生活水平有了很大的提高。各种高档的电子产品和贵重的物品为许多家庭所拥有，然而一些不法分子也越来月多，人们的防盗意识也逐渐增强，防盗的电子产品也相继而出，例如温控、声控、光控等报警器等比比皆是。如今防盗报警器安防产品进入中国家庭的速度大大提高，近几年正以每年30%的速度增长，并且发展潜力巨大，众多的企业已看准了个人用户及家庭用户家用防盗报警器这一市场，可以预计防盗报警器产品即将走入千家万户的生活（欧美等发达国家防盗报警器家庭普及率已达70%以上）。然而还是经常出现被偷盗的现象,究其最主要原因还是因为防盗报警器的功能和实
5、用性等问题，而这一现象已是普遍家庭住房的心声。现在很多小区都安装了报警系统，因而大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。报警器虽不是新兴产品，但目前它的功能已日趋完备，相信在不远的将来，报警器会在我们的日常生活中起到巨大的作用。节约是我们每个公民的义务，节约也是一种美德，因此节能是我们现在所提倡的，像一些路灯基本上都是定时点亮的，这样有时候天还没有暗下来就已经亮了，不仅不能发挥作用，而且还浪费资源。近年来，国家采取财政补贴的方式、招标方式，大力推广高效节能的照明产品，这一方面是顺应全球节能减排趋势的照明应用，一方面也是在金融危机后刺激和拉动内需的一项战略决策。在这样的政策支持下
6、，有效的拉动与推进了绿色照明光源的发展，对整个节能光源产业都起到了积极的推动作用。1.2简单介绍报警器的功能与电路设计 光控制电路主要采用555时基集成电路，当通电后，在夜间，光敏晶体管没有受到光线照射而呈高电阻值，555时基集成块的2、6脚处于低电平，此时的555时基集成电路的3脚输出高电平，此时电路为高电平，照明灯亮，电路处于工作状态，红外报警电路就自动断开不工作。在白天或周围环境有光线时，光敏晶体管受到光线照射，呈低电阻值，光控制电路的555时基集成块的2、6脚是高电平，555时基集成电路的3脚输出低电平，此时的电路就处于低电平，电路不工作，而此时的红外报警电路就处于高电平工作状态。即光
7、控制电路与红外报警电路是属于或关系。声控制电路是将击掌声、脚步声或说话等声音通过驻极体传感器将声信号转换成电信号，再经过两级放大由检波二极管变成直流电压，使继电器得电吸合，此时输出高电平，当没有声音时，电路处于低电平状态。只要声光电路有一个电路处于低电平，整个电路就是低电平，灯不亮，只有全是高电平的时，才是高电平照明灯亮。即白天或有光线的照射时，光控制电路为低电平，此时即使有声音也是低电平。红外报警电路的555时基电路只要有物体挡住红外对管的发送与接收就处于高电平工作状态，就能通过扬声器进行报警。在夜里并且没有其他光线时，只要有声音就变为为高电平，就可以作为照明灯了。这样通过红外报警及声光双控
8、照明就能使报警器在白天与黑夜都处于工作状态，起到及时报警防盗作用。第二章 设计方案2.1电路的组成框图本设计是声光双控自动报警及照明电路的设计与制作，主要由生控制电路、光控制电路、与控制电路和红外报警电路四部分组成。如下图3-1所示为电路的组成框图。红外报警电路输出与控制电路光控制电路声控制电路 图2-1 电路的组成框图2.2各模块设计的作用及要求2.2.1光控制电路与红外报警电路的作用在光控制电路与红外报警电路中，555时基电路U2、U3接成多谐振荡器，U2的3脚输出高电平，VD4导通，通过继电器K1的控制，可以控制EL的工作状态。U3接入VD7、VD8的目的是为了使输出的低频方波有一个合适
9、的占空比。U3输出的低频方波经3脚通过R15直接将信号传递给扬声器。当工作电压为15V时，扬声器的阻抗为4，通电后，将物体挡住红外对管时，三极管的基极对地短接而截止，从而扬声器就连续不断地发出报警声音。2.2.2声控制电路的作用在声控制电路中，是由继电器K2控制，当有击掌声、脚步声或说话声时，驻极体传感器将声音信号传入经过VT3，VT4的两级放大，再经过检波二极管VD1、VD2整流变成直流，使电路导通，成为高电平。与门电路连接声控与光控电路。第三章 设计原理3.1电路各模块设计3.1.1 555芯片介绍 光控电路和报警电路都是通过555芯片工作产生振荡并输出信号，555芯片引脚图 3-1介绍和
10、表3-2芯片引脚功能介绍。图3-1 555芯片引脚图表3-2 芯片引脚介绍引脚编号符号功能说明1GND地线2TR触发3OUT输出4RES复位5CV控制电压6TH阀值7DIS放电8VCC电源3.1.2多谐振荡器的原理由555芯片3引脚输出的波形图如图3-3多谐振荡器的工作波形所示，产生的信号为2/3VCC，电源电压为15V。图3-3 多谐振荡器的工作波形图输出信号的时间参数是：T=tw1+tw2Tw1=0.7(R17+R18)C5Tw2=0.7R18C5其中，tw1为Vc由1/3Vcc上升到2/3Vcc所需的时间，tw2为电容C放电所需的时间。555电路要求R17与R18均应不小于1K，但两者之
11、和应不大于3.3M外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。在报警电路中多谐振荡电路是有一块555芯片以及2个二极管及组成，两个电阻起分压作用，电容C7起到通交流阻直流的作用。通过方向器CD4069如图3-4所示，使当红外接受二极管接收不到信号时，555时基集成块3脚输出高电平，从扬声器发出声音而报警。图3-4 芯片CD4069内部结构图3.2电路的工作原理声光双控自动报警及照明电路原理图如图附图1所示。该电路主要由生控制电路、光控制电路、与控制电路和红外报警电路四部分组成。光控制
12、电路主要采用555时基集成电路。通电后，在白天或周围环境有光线时，光敏晶体管VTL受光线照射，呈低电阻值，555时基集成块的2、6脚为高电平（大于或等于2/3VCC），此时555时基集成电路的3脚输出低电平，VT2截止，因而A点呈低电平，VD4导通，P点也为低电平，VT6截止，EL不亮。在夜间，光敏晶体管没有受到光线照射而呈高电阻值，U2的2、6脚为低电平（大于或等于1/3VCC），这时U2的3脚输出高电平，VT2导通，因而A点呈高电平。晶体管VT6导通，继电器K1得电吸合，其常开触点K1-1和K1-2闭合，照明灯EL点亮。这时，光敏晶体管VTL受到照明灯EL光线的照射，使U2的3脚输出低电平
13、，但开关K1-2闭合后，VT2由R1维持其导通，即K1-2起自锁作用，保证VT2导通后不受其他光线的影响，使A点总是呈高电平。当有击掌声、脚步声或说话声是，驻极体传感器BM将声信号转换成电信号，此信号经VT3、VT4两级放大。被放大的信号经VD1、VD2整流，变成直流电压，使VT5导通。VT5一旦导通，继电器K2得电吸合，并常开触点K2-1闭合起自保作用，保证VT5在声音过后由R10维持其导通。VT5导通，B点输出高电平。当没有声音时，VT5截止，因而B点呈低电平。与门控制电路由VD4和VD5组成2输入与门电路。P=AB，A或B中只要有一个是低电平，P点即为低电平；只有当A及B都是高电平时，P
14、点才呈高电平。如上所述，白天或是有光线照射时，A点呈低电平，这时即使有声音（即B点为高电平），此时若有声音（即B点为高电平），P点才呈高电平使VT5导通，继电器K1得电吸合，常开触点K1-1闭合，照明灯EL点亮。其逻辑关系如表2-6与门逻辑真值表所示。表2-6 与门逻辑真值ABP000010100111红外报警电路U3输出的低频方波经3脚通过R15直接将信号传递给扬声器。当工作电压为15V时，扬声器的阻抗为4，555时基集成块3脚产生高电平，从而扬声器就连续不断地发出报警声音。第四章 制作与调试4.1 PCB板的制作1.设计出原理图，先用Protel 99画原理图。2. 设置原件分装库，将原理图导入，然后设置线宽为40mil和焊盘的大小为80mil，适当地排列元件，然后布线，尽量不出现跳线，画出PCB图。3.将PCB图在该界面下预览后打印，先在普通纸上打印，然后根据元器件的管脚看是否需要修改元器件封装。然后打印在油纸上。4.将图用热转印机印到电路板。5.将电路板腐蚀。将印有电路图的电路板放到配好的溶液
