多路断线报警器课程设计

摘要
本次模电课程设计是多路断线报警器，能同时对多个地点进行防盗监控，一旦某处的警戒线被盗碰断，则报警器会立即发出报警声，同时指示出发生盗情的地点。

这对财产保管起到了良好的保护作用，随着社会的发展，报警器的使用相当频繁，一个物便价美的报警器自然更是被消费者所喜爱，技术越先进，百姓的生活也得到了提高，在一定程度上有益于社会的稳定和繁荣。

本次课程设计电路由检测电路、LED指示电路、触发控制电路、音频振荡器和音频放大输出电路组成，检测电路是由电阻、非门、开关组成，LED指示电路是由发光二极管、电阻组成，触发控制电路是由与非门、电阻、二极管，音频振荡器是由与非门、电阻、电容组成，音频放大输出电路是由三极管、电阻、扬声器组成。

关键词报警器；监控；二极管；扬声器；三极管
ABSTRACT
The analog electronic technology course design is a disconnected alarm, can simultaneously on multiple sites of anti-theft monitoring, once a cordon was broken, the alarm will immediately send out alarm sound, at the same time indicating theft happens place. The preservation of property plays a good protective effect, along with the development of society, the usefulness of considerable alarm, a cheap beautiful alarm certainly was the favorite of consumers, the technology is more advanced, people life is improved in a certain extent, is beneficial to the stability and prosperity of our society. The curriculum design circuit comprises a detection circuit, LED circuit, a triggering control circuit, an audio oscillator and the output audio amplification circuit, detecting circuit is composed of resistors, gate, switch, LED indicating circuit is composed of light emitting diodes, resistors, trigger control circuit is composed of a NAND gate, resistance, diode, an audio oscillator is composed of NAND gate, resistor, capacitor, an audio amplifying output circuit is composed of a triode, a resistor, a loudspeaker.
Key words a larm；monitor；diode；speaker；triode
目录
1 电路方案设计 (3)
1.1 设计要求 (3)
1.2 设计的基本方案 (3)
1.3 功能及工作原理说明 (3)
2 多路断线报警器仿真分析 (7)
2.1 多路断线报警器的参数选择 (7)
2.2 电路的仿真 (7)
2.3 调试结果分析 (8)
3 多路断线报警器硬件系统的设计 (10)
3.1 PCB电路图 (10)
3.2 多路断线报警器元件清单 (10)
4 课程设计总结 (12)
参考文献 (13)
致谢 (14)
附录····························································
1 电路方案设计
1.1 设计要求：
①能对四个地点进行监控；
②正确显示每个断点位置；
③出现断点时发出声音提示。

1.2 设计的基本方案
总电路图：
图1.2
本方案通过开关的关闭与闭合代替线路的断开与链接，平时 (线路完好时），D1~D4的输入端为低电平，输出端为高电平，LED1~LED4均不发光，U6A和U7A 均输出低电平，D1和D2截止，音频振荡器不振荡，U2不发声，报警器处于警戒状态。

当某一警戒线被盗贼碰断时，与其连接的非门将输出低电平，使该路发光二极管点亮，与该发光二极管相连接的与非门输出高电平，音频振荡器振荡工作，其输出的音频振荡信号经Q2放大后，驱动U2发出报警声。

1.3 功能及工作原理说明
检测电路—>LED指示电路—>触发控制电路—>音频振荡器—>音
频放大输出电路
1.3.1 检测电路
图1.3.1
检测电路：如果没有断线，非门输入电压是低电平，输出高电平；如果断线，非门输入电压是高电平，输出为低电平。

1.3.2 LED指示电路
图1.3.2
LED指示电路：当非门输出为高电平，LED不发光；当非门输出为低电平，即某一开关断开时，对应的LED发光。

1.3.3 触发控制电路
图1.3.3
触发控制电路：当开关闭合，与非门输出为低电平，D1、D2截止；当开关断开，与非门输出为高电平。

1.3.4 音频振荡器
图1.3.4
音频振荡器：当与非门U6A或U7A输出为低电平时，音频振荡器不振荡；当与非门U6A或U7A输出为高电平。

1.3.4 音频放大输出电路
图1.3.4
音频放大输出电路：当音频振荡器不振荡时，不发声，报警器处于警戒状态；音频振荡器振荡工作，其输出的音频振荡信号经Q2放大后，驱动U2发出报警声。

人听到声音后，根据发光二极管检查电路。

2 多路断线报警器仿真分析
2.1 多路断线报警器的参数选择
2.1.1 发光二极管的限流电阻R5~R8：
发光二极管压降约3V,电源电压等于6V，发光二极管额定电流约20mv,R5=(6-3)/0.02=150欧。

对于R1~R4可取1K即可，精度要求不高。

2.1.2 音频振荡器参数
设定工作时的频率为500HZ,其工作电流有25mA,三发光二极管压降约3V,电源电压等于6V，发光二极管额定电流约20mv,R5=(6-3)/0.02=150欧。

对于R1~R4可取1K即可，精度要求不高。

三极管放大倍数为120，所以Ib=25mA/120=0.208mA,此时三极管处于放大状态，当其中一开关断开，R9下端电压恒定为U9=3V,基极电流I=(U9-Ueb)/R9=(3-0.7)/R9=0.000208A,R9=11K,我们取R9=10k。

对于电容C1,R11,R12,根据f=1/(2*3.14RC)=500,R=R11||R12,我们取R11=R12=100K,C=6nF.
对于R1~R4可取1K,R13取100K,要求不高。

非门选择CD4069,与非门选择CD4011,三极管选择ZTX788A,发光二极管为绿色。

2.2 电路的仿真
2.2.1 所有开关闭合时的状态：
图2.2.1
2.2.2 当KA断开时：
图2.2.2
2.2.3 当开关KB闭合时：
图2.2.3
2.2.4 当任意两个开关断开时，这里选开关KB,KC同时断开：
图2.2.4
2.3 调试结果分析
在调试过程中，其中某一开关断开，发光二极管发光，同时蜂鸣器报警，多路断开，多路发光二极管发光，蜂鸣器报警；断开开关，如果灯不亮，我们就要看限流电阻，将阻值调为适当值，使发光二极管发光，选择适当的三极管的同时，音频振荡器在电路中不可缺少，与该发光二极管相连接的与非门输出高电平，音频振荡器振荡工作，其输出的音频振荡信号经三极管放大后，驱动蜂鸣器发出报警声。

只要电路连接正确，元件工作正常，我们的设计要求就可以达到。

3 多路断线报警器硬件系统的设计3.1 PCB电路图
图3.1
3.2 多路断线报警器元件清单
表3.2
4多路断线报警器的调试
4.1 多路断线报警器硬件调试
在调试过程中，首先检查下硬件的电路是否完整，然后接电源，如果在接电源过程中，如果CD4011,CD4069接的高电平和电路中的电源电压，芯片在实际中工作不正常，所以一定要注意，而且要注意7管脚接负极14管脚接正极，调试时我们打开一个开关，看结果，然后关闭，看下一个，一个一个的测试，然后开多个开关，看调试结果。

如果出现不正常现象，则用万用表根据原理检测电路，一个一个的排除问题，从而解决问题。

4.2 误差分析
在硬件测试过程中，我们知道有的数据跟原理上的稍微有点差别，这与我们所用的元件本身有点关系，可能参数不一定正确，稍微有点差别，同时还可能与电路本身的一些不可预测干扰有关系，但所做出来的硬件与理论差别不大，在误差范围内。

同时有的元件是替代品，这也稍微有点影响，例如用放大倍数差不多的三极管。

总之，在误差范围内就行。

5 结束语
本次课程设计是对我们所学过的三极管，发光二极管，开关二极管以及常用芯片非门，与非门的综合利用，既加强了我们对课本知识的理解，又加强了我们在实践过程中的使用，真正的从理论到实践，从实践中去探讨理论。

通过我们模电学过的知识，我首先看了下三极管NPN型的，了解三极管的主要参数是什么，熟悉它的三个工作状态，以及如何是使三极管工作在某一状态，例如NPN型的三极管工作在放大区是发射极正偏，集电极反偏，以及在网上查看PNP型三极管的知识，并对不同二极管有一定的了解，即使是同类型的发光二极管它的参数也是不同的，我们只有了解它的参数才能让其正常的工作。

在网上我找到了一个设计方案，于是我根据自己所掌握的知识对该方案进行分析，了解它的工作原理，以及不同情况下的工作状况，接着便开始根据课程设计的具体要求对电路进行修改，并通过计算进行参数设置，在进行参数设置的时候遇到一些小困难，这都是知识不牢固的原因，通过查找资料，小问题也很快解决了。

通过实践使自己的知识更加得到理解，使课本知识真正为自己所有。

在学习PCB制作过程中也遇到了一些困难，例如自己做的封装添加不进去，于是我们有开始找原因，发现是计算机系统的问题，于是我们装上了虚拟机，很快地解决了问题。

因为有的元件市场上不一定买得到，于是我开始在淘宝是搜索所需的元器件，有的元器件没有的，只好找替代品，只要功能差不多就行，这样做有利于提高效率，考虑较周全。

而且在对实物进行调试是要注意芯片电源的正负极，以及电路所加电源的正负极，对于本次课程设计的测试两者我用都是相同的电源，如果测试时芯片的电源较高，芯片的功能就会出现问题，达不到所需的效果。

本次课程设计虽然遇到了许多小问题，但通过各种途径，最终都得到了解决，是自己在制作的过程中得到了应有的欣慰，同时对课堂上那乏味的知识有了兴趣，主动的去理解它，使自己获得的知识更多，更透彻，跟深刻。

通过此次课程设计，大大的加强了动手能力，使我明白了所学知识的真正价值，可谓千金难换，只要真正掌握了，就会使我们终身受益，在以后的学习和生活中，我们只要好好利用我们所学过的知识，我们就会过得充实，过得更加精彩有意义。

参考文献
[1]康华光.电子技术基础模拟部分（第五版）.北京：高等教育出版社，2006.
[2]阉石,数字电子技术基础（第五版）.北京：高等教育出版社，2006
[3]曹才开，张丹，罗雪莲.电路与电子技术基础.长沙：中南大学出版社，2009
致谢
在本次课程设计过程中，值得一提的是，老师宅心仁厚，闲静少言，不慕荣利，对学生认真负责，在他的身上，我们可以感受到一个学者的严谨和务实，这些都让我们获益菲浅，并且将终生受用无穷。

毕竟“经师易得，人师难求”，老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，希望借此机会向老师表示最衷心的感谢！此外，本次课程设计最终得以顺利完成，也是与老师，同学的帮助分不开的，虽然他们没有直接参与我的课程设计指导，但在开题时也给我提供了不少的意见，提出了一系列可行性的建议，在此向他们表示深深的感谢！这学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。

在此，也对他们表示衷心感谢。

感谢培养教育我的学校，学校浓厚的学术氛围，舒适的学习环境我将终生难忘！祝母校蒸蒸日上，永创辉煌！祝校长财源滚滚，仕途顺利！感谢对我倾囊赐教、鞭策鼓励，诸位恩师的谆谆训诲我将铭记在心。

附录
图4.1
图4.2。