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1、数字电子课程设计说明书题目：红外报警器班级： 学号：设计： 摘 要常见的报警器主要是监控一片区域，如果有盗贼通过防范区域，立即会触发警报，立即发出刺耳的警报声,惊吓盗贼,提醒主人。但是，一般的报警器价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。门窗是盗贼通过的必经之地，所以只需监控们窗区域即可；由于红外线是不见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此非常适合应用于防盗、警戒等安保装置中。本设计采用了简单的红外收发管，成本低廉，性能可靠，功耗更低。1设计要求与说明 1.1设计任务与要求1、设计一个红外报警器，当有人进入红外
2、光线探测范围时，报警器立即持续报警，直到人为复位。2、控制距离在1.5米以上 1.2功能要求说明 *红外线报警器*延时报警*蜂鸣报警音 1.3设计课题总体方案介绍及原理图说明 1.3.1总体分析：有人挡住红外光线时报警器发出声音，人没有挡住时报警器不发出声音，我对此方案的设计思路： 1、在探测门框内，红外光由发射端发射到接收端。当有人进入区域内，挡住红外光线，接收端接受不到红外光线，以此引起接收系统中报警电路的反应，报警系统报警。 2、控制范围要求按照普通门框的宽度，在1.5米以上，就要求红外发射器功率不能太小。 3、报警器的灵敏度是判断报警器好坏的一个重要标准，灵敏度越高越好。但是要考虑到报
3、警器对飘浮物和微小动物的误报，另外还要考虑白天黑夜光线的影响。4、 在选择器件时还要从经济上考虑，最好选用一些常用芯片器件。 1.3.2设计方案总原理图自激多谐振荡器功率放大器电源R红外信号发射电路框图 放大器整 流报警器 红外信号接收电路框图 1.4使用说明 1.4.1.安装要求由于安装位置对于报警器的正常工作至关重要，所以对安装的位置需要考虑周详，特别是安装高度，考虑到一般人的身高，报警器的安装位置设置在离地1.2m位置较为合适。 图（1.3）安装时应避免红外防盗报警器靠近冷热源，如冷热出风口、空调出风口、电暖器、冷气机等，；红外防盗报警器对所防护的范围应可直视，不能有障碍物；报警器收发端
4、应该在同一直线上，此时探测距离最远，效果最佳。 1.4.2使用方法确保收发端安装正确后，打开发射端电源开关，然后打开接收端开关，任何物体挡住收发端之间的红外线都会触发警报， 1.4.3注意事项在报警声响变小时一般为接收端电压不足，更换电池即可。红外防盗报警器误报率较高时，一般是发射端电压不足，此时应该更换电池。2. 电路原理及组成 2.1电路工作原理及其原理图红外探测器由发射器和接收器组成、发射器和接收器相对安装, 其间形成一束看不见的红外线, 一旦有人经过遮挡, 接收器的输出电平信号发生变化就会传感到安全防盗报警系统中。2.1.1方案选择接收端方案一：以单片机为核心：借用单片机可编程的I/O
5、口，很容易就能做出本设计需要的逻辑转换，并可灵活修改、升级、添加更多功能。原理图如下：只需简单的配置I/O口即可实现预期功能。经过在面包板试验，可以正常运行。但单片机的价格相对高一点，还需要程序烧录。接收端方案二：用数字电路中的触发器原理上应该也可以完成实验。但红外接收管输出的信号不是明显的高低电平变化，高电平为5V，低电平为4.5V，所以模拟电路更合适。接收端方案三：本设计逻辑判断部分相对简单，因此也可以通过简单的三级管或场效应管组合来完成。功能相对单一，但成本低廉，容易实现批量化生产。原理：正常工作时，红外接收器持续接收信号，输出低电平，Q1三极管导通，使Q1发射级为高电平，Q2基极为高电
6、平，所以Q2不导通，继电器不工作；当红外线接收受阻时，红外接收管输出高电平，Q1不工作，Q2因为基极接低电平导通，继电器工作并自锁，蜂鸣器工作，即使红外信号恢复正常蜂鸣器持续鸣响。电路图如下: 接收器 2.1.2由三极管构成的功率放大及控制电路：三极管 图（2.4） 2.1.2用继电器构成自锁电路当D2端给低电平时，继电器闭合并自锁，蜂鸣器持续工作。发射端：发射电路相对简单，根据实际实验时CHP1838接收管的特点，发射管需要有一定频率的红外光持续照射，输出端才能产生低电平，实现控制（原因不详，技术手册未提及）。只需用个运放或定时器产生波形，然后经三极管放大即可。这里用单片机也可以，但实在大材
7、小用。发射器2.2 单元电路设计与参数计算2.2.1 红外线发射电路由LM358官方的技术手册上查到波形发生电路原理图将触发端接到三极管基极，便可使红外发射管产生固定频率的光。2.2.2红外线接收电路 接收器的作用是接收发射器发出的红外脉动光, 完成光电转换, 经过放大、滤波等电路把正确信号可靠地传感到报警器安全系统的接口电路中。接收器的光电转换器件选用CHP1838型光电二极管。这种光电二极管采用黑色树脂封装,透射红外光, 滤除可见光, 对于减小背景光的干扰有特殊的效果,并且带有屏蔽头，性能可靠。根据红外接收管的特点：接收信号时输出低电平，无信号输出高电平。逻辑对应表接收管蜂鸣器平时低电平不
8、工作异常高电平工作用三极管即可完成，首先用Q2控制蜂鸣器的通断，由于三极管基极接低电平导通，刚好与期望的相反，所以再用三极管Q2来反相控制三极管的通断，同时放大红外接收管的信号，提高驱动能力。继电器部分是后考虑进来的，考虑到检测到异常后蜂鸣器应该持续工作，应用继电器构成的自锁电路刚好可以完成实验。自锁电路中，为了避免继电器自锁时，VCC与GND短接，接入二极管D2，利用二极管单向导电特性刚好解决这个问题，又不影响其他部分功能。电路的整体设计如图：3. 元器件的选择及成本元件型号小计元件型号小计R11K0.02蜂鸣器有缘（5V）0.5R210K0.02继电器5V0.5R31K0.02开关拨动式0
9、.3R4100K0.02二极管1N40070.2R5100K0.02电容1nF瓷片无极性0.01红外接收管CHP18380.5运放LM3580.3红外发射管*0.3NPNS8550型0.3总计3.01元4. 电路计算电路中电源电压5V，控制电路的电阻为10K，功率微小，平时Q2不导通，几乎可以忽略。触发时主要耗电元件为蜂鸣器，工作电流为40mA，只有蜂鸣器工作时才耗电。所以接收电路平时的功耗是很微小的。触发时功率发射电路中主要是运放的工作功率和发射二极管的发光功率，发光二极管工作电流大概为20mA，其他消耗相对较小。工作功率 5.结论：经过测试，本设计技术指标达到设计要求，性能可靠，价格低廉。
