电子课程设计---简单实用触摸式报警器

课题名称:简单实用触摸式报警器

目录

1.引言 (3)

2.方案设计 (4)

2.1 设计方案总概 (4)

2.2 设计思路 (4)

3.单元电路设计 (5)

3.1 CD4011芯片的管脚图及原理 (5)

3.2 触发电路图及原理 (6)

4.总电路原理图 (7)

5.安装和调试 (10)

6.电子元件清单 (11)

7.课程设计总结 (12)

8.参考文献 (12)

1.引言

随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人类不断研究，不断创新纪录，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识及自身的安全保护意识在不断的增强，因而对安防措施提出了新的要求。本设计就是为了满足安防的需要而设计的电子报警系统。

这几年随着改革开放的不断深入以及我国经济的迅猛发展，人民的生活水平有了很大的提高。各种贵重物品以及高档家电产品为越来越多的家庭所拥有，并且人们手中尤其是城市居民的积蓄数额也十分可观。因此，越来越多的家庭对财产安全问题十分关心。目前，许多家庭都使用了较为安全的防盗门，如果再设计和生产一种廉价、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。

该报警器适用于家庭防盗，也适用于中小企业事业单位。其特点是灵敏、可靠，一触即发，可以立即报警；当人体接触到需要报警的金属片时，启动设备就会使得警报器长鸣，直至30S以后，报警声音才会终止。该触摸式报警器设计时，应充分考虑这一问题，使得系统的功能有着良好的扩展性，可以针对不同的场合，对系统进行改进。考虑到实际现场环境和用户的安全防范要求，具有防拆动、防破坏功能。具有一定的抗干扰能力，可以防止各种误报现象发生，系统的灵敏度和可靠性很高。报警时可以发出声音，提醒主人有不法分子，同时给不法分子警慑。

本文的主要内容是对较为常见的家庭防盗报警装置的设计改进并制作，通过对此例的研究制作，学习普通触摸式报警器的工作原理和使用方法，根据此报警器可制作出用于不同范围的报警装置，并且学习电路图和电路板的设计和制作，了解各个元件的类别、工作原理和使用方法。本文主要讨论触摸式报警器装置的各个单元电路以及各个元器件的选择及其性质，分析个部分电路的具体作用，研究和分析整体电路的构造，对整体电路进行调试测试，学习电路板的设计以及元器件的焊接，掌握该处模式报警器的作用和工作原理。通过对高触摸式报警器的设计，对个部分单元电路的分析过程，这对今后从事电子行业是非常有益的。

2.方案设计

2.1设计方案总概

本设计主要是利用单稳态电路、音频振荡器和音频功率放大器等设计并制作简单实用触摸式防盗报警装置。本设计将研究组成触摸式报警器的整个电路的性质和基本概况，学习简单实用触摸式报警器的本质特征。对此次设计做出概括分析，并进行改进处理，并通过书籍教材及网络信息查找相关资料。触摸式传感器实际上就是一个触摸式电子开关，他利用人体的电阻或杂散电信号，将触摸过程变成开关信号输出。对该报警器使用的元器件的内部构造和使用进行了分析。对各元器件在电路中的作用进行分析研究。同时在各个单元学习之后，进行了电路的绘制，通过此次设计制作，了解简单实用触摸式防盗报警器的制作过程。

2.2设计思路

触摸式报警器可用数字电路线路来实现，如下方框图：

3.单元电路设计

3.1CD4011芯片的管脚图及原理

CD4011原理：

CD4011为两输入与非门的集成电路，当两输入端有一端为0时，输出就为0.只有当输入端均为1时，输出才为1.

CD4011的引脚功能：

A、B：与非门的两个输入端.

Y：与非门的输出端.

VDD：高电平.

GND：低电平.

3.2触发电路图及原理

简单实用触摸式报警器由单稳态电路、音频振荡器和音频功率放大器等组成。与非门u，A、IJ：B构成单稳态电路，与非门u：C、U：D构成音频振荡器，v2和v3组成互补型音频功率放大器。

电路结构原理与特点：

上图是一种高灵敏度的触摸式报警电路。当人手甚至于戴着手套触模到电极片M时，它都会发出响亮的“嘲……”报警声，响声可一直持续30 s左右。如再次触模，则再发出一次声音。此报警器可用于弹子门锁或其他金属物品防盗报警用。

由于CM05电路具有极高的输入阻抗，虽然二极管v1反相连接，但它的反相电阻仍小于CMOs电路的输入阻抗，所以，A门的1脚处于高电干。与非门B的两个输入端5脚与6脚处于低电干。根据“见0出1”的逻辑关系，可知与非门的4脚输出高电乎，所以A门的2脚也为高电乎。根据“全l为0”的逻辑关系，A门的3脚输出低电乎。这时门两端都为低电乎，电容c1没有充电，这是单稳态电路的稳定状态。与非门c、D构成音频振荡器，由于c门的9脚与与非门的5、6脚相连并为低电乎，所以振荡器停振，故扬声器sP无声。

如果入手触摸一下电极片M时，人体感应的杂波信号经vl整流，获得一个负压，

即给A门的l脚输入一个负脉冲，单稳态电路就翻转进入暂态。其过程是：根据“见0出l”的逻辑关系，当A门的l脚输入负脉冲时，3脚就输出高电干，此高电乎经C1加到与非门的5、6两脚，使其4脚输出低电乎，此低电干又反馈到A门的2脚。所以人手离开M时，A门的3脚仍保持高电乎输出。但这一状态是不稳定的，因为A门的3脚输出的高电乎将经R1向电容瓤充电，充电结果会使R1的上端即与非门的5、6两脚的电干不断下降。当电乎降至1／2vm时，与非门的4脚就输出高电平，电路恢复到原来的稳定状态。电路暂态时间主要取决于R1和C1的充电时间常数(本电路约30 s)。

当R1上端输出高电平时，与非门c、D组成的振荡器起振，D门的ll脚输出振荡信号，经v2和V3功放后，通过C4推动扬声器sP发出响亮的“田……”报警声。v2和v3分别采用两种导电特性不同的三极管，一个用来放大正半周信号，另一个用来放大负半周信号，所以称这种电路为互补型推挽放大器。

4.总电路原理图