光电式报警器模板课程设计
光电报警器课程设计
光电报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光电效应的基本原理，掌握光电报警器的组成及工作原理。
2. 使学生了解并掌握光电传感器的种类、特点及应用场景。
3. 让学生掌握基本的光电报警器电路设计方法，能分析电路的性能和优化方案。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单光电报警器的能力。
2. 培养学生运用实验仪器和设备进行实验操作、数据采集和分析的能力。
3. 提高学生的团队合作能力，学会在团队中分工合作、共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的兴趣，激发他们探索科学原理的积极性。
2. 培养学生的创新精神和实践能力，使他们敢于尝试、勇于挑战。
3. 增强学生的安全意识，让他们认识到科学实验中遵守规则的重要性。
课程性质：本课程为物理学科选修课程，结合实际应用，注重理论与实践相结合。
学生特点：学生为九年级学生，具备一定的物理知识和实验操作能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：注重启发式教学，引导学生主动探索、积极思考，提高他们的实践操作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使每位学生都能在原有基础上得到提高。
同时，注重培养学生的安全意识和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生达到上述课程目标，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 光电效应基本原理：参考课本第十五章“光与物质相互作用”的相关内容，介绍光电效应的定义、种类及光电转换的基本过程。
2. 光电传感器及其应用：结合课本第十六章“传感器”的内容，讲解光电传感器的种类、原理、性能参数及应用场景，重点介绍光电报警器中使用的光敏电阻、光敏晶体管等传感器。
3. 光电报警器设计与制作：依据课本第十七章“电子电路设计与实践”的内容，制定以下教学大纲：a. 介绍光电报警器的工作原理和基本组成；b. 分析并设计光电报警器电路，包括传感器、信号处理、报警输出等部分；c. 讲解电路元件的选型及电路调试方法；d. 安排实践操作，指导学生搭建光电报警器电路，并进行性能测试。
光电报警器课程设计
一绪论 (2)二设计要求 (2)四设计原理及电路图 (4)4.1报警电路原理图 (4)4.2数码管显示原理图 (4)4.3光电转换设计原理图 (5)五器件清单及简单介绍 (5)5.1光耦 (5)5.2 555芯片 (6)5.2.1 555芯片连线图 (6)5.2.2 555芯片工作表 (7)5.3 74LS32译码器 (7)5.3.1 ；74LS32译码器译码表 (7)5.3.2 ；74LS32引脚接线图 (7)5.4 74LS48译码器 (8)5.4.1电路接线图 (8)5.4.2 74LS48引脚图 (8)5.4.3 74LS48译码表 (8)六控制系统实现 (9)七proteus仿真电路图 (10)7.1无光遮挡的情况下数码管显示状态 (10)7.2当通道1被遮挡时，数码管的显示状态 (10)7.3当通道2被遮挡时，数码管的显示状态 (11)7.4当通道全部被遮挡时，数码管的显示状态 (11)八设计心得 (12)九参考资料 (12)一绪论随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。
而且安全性能也不是很好。
光电报警就很好的改善了这点。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。
本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件组成的光电转换电路，可以探测出光线是否被阻挡的信息，并通过把光信号转换成电信号来把这种信息传递至后面的数码显示电路以及声光报警电路以实现控制数码管显示与报警器报警的功能。
其中声光报警部分通过555定时器组成的多谐振荡器来控制蜂鸣器发出鸣叫声和发光二极管发出光亮来代替报警效果。
光电报警课程设计
光电报警课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解光电报警系统的基本原理和组成，掌握光电报警系统的设计和应用，提高学生的动手能力和创新能力。
具体来说，知识目标包括：1.掌握光电效应的基本原理。
2.了解光电报警系统的基本组成和工作原理。
3.理解光电报警系统在实际应用中的重要性。
技能目标包括：1.能够运用光电效应设计简单的光电报警系统。
2.能够分析并解决光电报警系统设计和应用中的问题。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对光电报警系统的兴趣和好奇心。
2.培养学生团队合作精神和实践能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括光电效应的基本原理、光电报警系统的基本组成和工作原理、光电报警系统的应用案例等。
具体安排如下：1.光电效应的基本原理：介绍光电效应的定义、产生条件和特点。
2.光电报警系统的组成和工作原理：讲解光电报警系统的主要组成部分，如光电传感器、放大器、触发器等，以及它们的工作原理。
3.光电报警系统的应用案例：分析实际应用中的光电报警系统，如烟雾报警器、红外线报警器等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：讲解光电效应的基本原理、光电报警系统的组成和工作原理。
2.讨论法：学生讨论光电报警系统的应用案例，引导学生思考和分析问题。
3.案例分析法：分析实际应用中的光电报警系统，让学生了解光电报警系统在现实生活中的重要性。
4.实验法：安排学生进行光电报警系统的设计和搭建，培养学生的动手能力和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用符合课程要求的教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作光电报警系统的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性和生动性。
4.实验设备：准备光电报警系统所需的实验设备和材料，如光电传感器、放大器、触发器等，为学生提供实践操作的机会。
光电防盗报警课程设计
光电防盗报警课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解光电防盗报警系统的基本原理，掌握光电传感器的工作方式和应用场景。
2. 学习电路图的识别，理解报警系统的电路构成和功能。
3. 掌握基本的电路连接和调试方法，了解安全操作规范。
技能目标：1. 能够正确组装光电防盗报警装置，进行电路连接和功能测试。
2. 运用所学的知识分析并解决报警系统在实际应用中遇到的问题。
3. 培养动手实践能力和团队合作能力，提高解决问题的效率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 增强学生的安全意识，认识到科技在生活中的重要作用。
3. 培养学生热爱劳动、珍惜劳动成果的价值观，提高社会责任感和环保意识。
课程性质分析：本课程为初中物理实践活动课程，以光电防盗报警系统为载体，结合物理知识，培养学生的动手实践能力和创新思维。
学生特点分析：初中学生好奇心强，喜欢动手操作，但安全意识相对薄弱，需要加强安全教育。
学生对科技产品有一定的了解，但缺乏实际应用经验。
教学要求：1. 结合学生特点，设计符合学生认知水平的实践活动。
2. 注重安全教育和实践指导，确保学生在操作过程中安全无误。
3. 强化知识与实践的结合，提高学生的综合运用能力。
二、教学内容1. 光电传感器原理：讲解光电传感器的工作原理、特性及应用场景，结合课本相关章节，让学生理解光电效应在防盗报警系统中的作用。
2. 报警系统电路构成：分析报警系统的电路图，介绍各部分电路的功能和相互关系，指导学生识别电路元件，掌握电路连接方法。
3. 实践操作：组织学生进行光电防盗报警装置的组装、电路连接和调试，让学生在实际操作中巩固所学知识，提高动手能力。
4. 故障排查与解决：教授学生分析报警系统故障的方法，培养学生的问题解决能力和团队协作精神。
5. 安全操作规范：强调实践过程中的安全注意事项，让学生养成良好的操作习惯，确保人身和设备安全。
教学内容安排与进度：1. 第一课时：光电传感器原理学习，介绍报警系统的基本概念。
传感器课程设计 光电报警器报告
光电报警器设计报告一、设计目的1、练习设计简单的光电系统；2、提高光电探测性能，最大限度地发挥系统的探测能力；3、熟悉和掌握运用单稳态触发器、同相比例运算放大器、多谐振荡器等电路。
二、设计内容用普通红外发射与接收对管组成发射与接收系统，接收系统能够接收发射系统发出的红外线。
当接收系统受阻即有物体介入挡住红外光束时，接收系统会发出光与声的报警信号，而且这些光声报警信号在障碍物离开以后，还能够延续一段时间以引起人们的注意。
三、基本原理 1、原理方框图○1发射部分○2接收部分2、NE555多谐振荡器原理如图一，其中R9=R10=10K ,C4=39PF,输出端(OUT 端)的输出频率f ≈1/（1.7R9C4）≈1.5×106Hz ，其占空比约为0.5。
采用脉冲信号去驱动红外发射管有利于提高发射机管的发射距离，因为脉冲的峰值是比较大的，另外这有利于提高发射管器的寿命。
3、同相比例运算放大器电路原理以运算放大器LM386为核心构成的同相运算放大器如图二所示，它的放大倍数Au=（1+R5/R3）=(1+100/10)=11,其主要作用是放大输入端的电压值。
4、单稳态触发器原理单稳态触发电路（如图三）主要靠芯片NE555来实现，当端口2（TRIG 端）为高电平时，3端（out 端）输出的是低电平；当2端受低电平触发单稳态电路立即翻转进入置位状态，3端输出高电平，高电平维持的时间约为T=1.1R5C2=1.1×2×105 ×0.01×10-3 S ≈22S 。
5、报警电路如图四，这部分电路很简单，主要靠三极管的放大作用和信号控制端来实现光声报警。
由于本电路采用的蜂鸣器阻值较大，故其限流电阻R6取20 ，其中其额定电压为5v。
6、总电路的工作原理○1发射部分接通电源后，NE555构成的多谐振荡器不断向发射管输送频率约为1.5×106Hz的方波脉冲信号让发射管高速间断地发射红外线；○2接收部分①当没有物体介入挡住红外发射接收对管之间的红外线传递时同相比例放大器输入电压大概为1.32V,这个电压经放大后约变为3.84（高电平），故此时单稳态触发器的触发端为高电平，则输出端位低电平，报警电路不工作。
课程设计光电报警器设计
课程设计 光电报警器设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光电效应的基本原理，掌握光电报警器的工作原理和关键部件功能。
2. 让学生掌握电路图的阅读与绘制，了解光电报警器中电子元件的作用及其相互关系。
3. 让学生了解不同类型的光电传感器及其在光电报警器中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行光电报警器的设计与搭建，提高动手实践能力。
2. 培养学生分析问题和解决问题的能力，通过小组合作，培养学生的团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子科技的兴趣，培养创新精神和实践意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验安全，养成爱护仪器设备的良好习惯。
3. 增强学生的环保意识，引导学生关注科技在环保领域的应用。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为电子技术实践课程，针对初中年级学生，注重理论与实践相结合。
学生具有一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求以学生为主体，引导他们主动探索，合作学习，将所学知识应用于实际操作中。
二、教学内容1. 光电效应原理：介绍光电效应的概念、光电传感器的工作原理及其在报警器中的应用。
教材章节：《物理》光电效应部分2. 电路图阅读与绘制：学习电路图的基本符号，掌握光电报警器电路图的阅读与绘制方法。
教材章节：《电子技术基础》电路图部分3. 电子元件：了解光电报警器中常用的电子元件，如光敏电阻、晶体管、继电器等，并掌握其作用。
教材章节：《电子技术基础》电子元件部分4. 光电传感器：学习不同类型的光电传感器，如光敏二极管、光敏三极管等，了解其特点和应用场景。
教材章节：《传感器技术与应用》光电传感器部分5. 报警器设计与搭建：结合所学知识，分组进行光电报警器的设计与搭建，培养学生的动手实践能力。
教材章节：《电子制作实践》项目设计与制作部分6. 实验操作与调试：指导学生进行实验操作，调试光电报警器，分析并解决可能出现的问题。
教材章节：《电子技术实验》实验操作与调试部分7. 安全与环保教育：强调实验过程中的安全意识，引导学生关注科技在环保领域的应用。
光电式报警器模板课程设计
课程设计说明书摘要本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件组成的光电转换电路，可以探测出光线是否被阻挡的信息，并通过把光信号转换成电信号来把这种信息传递至后面的数码显示电路以及声光报警电路以实现控制数码管的显示与报警器报警的功能。
其中声光报警部分通过555定时器组成的多谐振荡器来控制蜂鸣器发出鸣叫声和发光二极管发出光亮来代替报警效果。
整个设计利用了部分数字逻辑电路，能实现在报警过程中同时显示对应路数的功能。
且该报警器的设计采用模块化结构，即：光电转换模块、报警模块和显示模块。
各单元电路功能结构相对独立，可扩充性强，具有很高的经济利用价值。
关键词：数码显示，555多谐振荡，光电转换，声光报警.光电式报警器目录前言................................................................................................................ (3)第一章基本设计任务及要求 (4)1.1 基本设计要求 (4)第二章电路设计原理 (4)2.1系统工作原理及其组成 (4)2.2元器件介绍 (5)2.3单元模块 (7)2.3.1 光电转换模块 (7)2.3.2数字显示模块 (8)2.3.3声光报警模块 (8)2.4电路总体设计 (9)第三章电路焊接与调试 (10)3.1 焊接注意要点...................................................................................103.2 电路调试...........................................................................................11第四章实验结论 (11)参考文献 (12)附录一方案总实物图 (13)附录二元器件清单 (15)2.光电式报警器前言报警器分为机械式报警器和电子报警器。
光电警报器课程设计
光电警报器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光电效应的基本原理，掌握光电传感器的构造和工作原理；2. 学生能描述光电警报器的组成及其功能，了解其在安全防护领域的应用；3. 学生能掌握基本的电路连接方法，学会分析并解决电路故障。
技能目标：1. 学生能够独立完成光电警报器的组装和调试，提高动手实践能力；2. 学生能够运用所学知识，设计并优化光电警报器电路，培养创新意识和问题解决能力；3. 学生能够通过小组合作，提高沟通协调能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到物理学在生活中的重要作用，增强学习物理的兴趣和自信心；2. 学生能够通过课程学习，养成严谨的科学态度，培养耐心、细心的品质；3. 学生能够关注安全防护领域的发展，提高社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为物理学科实践课程，旨在让学生通过动手实践，掌握光电效应及其应用，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点：本年级学生具有一定的物理知识基础，对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手能力，但团队合作意识和问题解决能力有待提高。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调动手实践，鼓励学生思考、提问、创新，培养解决问题的能力。
同时，注重培养学生的团队合作意识和情感态度价值观。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 光电效应基本原理：介绍光电效应的概念、产生条件及其应用，结合课本相关章节，让学生理解光电效应的本质和重要性。
2. 光电传感器：讲解光电传感器的构造、工作原理及分类，以教材中光电传感器部分为基础，拓展实际应用案例，提高学生的认知。
3. 光电警报器组成与功能：详细解析光电警报器的各个组成部分及其作用，参照教材相关章节，使学生了解光电警报器在实际应用中的作用。
4. 电路连接与故障排查：教授基本的电路连接方法，结合教材内容，让学生学会分析并解决电路故障，提高实践能力。
5. 光电警报器组装与调试：制定详细的教学大纲，安排学生进行光电警报器的组装、调试，结合教材实践环节，锻炼学生的动手能力。
光电子课程设计光电警报器
光电子课程设计光电警报器光电子技术是现代电子技术中的重要部分之一，尤其是在安全警报器中的应用。
光电警报器是一种利用光电子技术实现的安全报警装置，它可以通过检测外部环境的变化，如烟雾、火焰、气体等，发挥其报警作用。
本文主要探讨如何设计一个简单的光电警报器，旨在帮助初学者了解光电子技术的基本知识及其应用。
首先，我们需要了解光电子技术的基本原理。
光电子感应技术是通过光电传感器将光信号转化为电信号，后者进而被处理，从而实现环境检测和报警等功能。
光电传感器分为两类，即反射型和障碍型。
反射型光电传感器是通过发射器和接收器共同完成检测功能，发射器向目标发射光线，接收器接受光线反弹回来的信号，判断目标是否存在。
障碍型光电传感器则是通过发射器和接收器分别布放在两侧，当目标在两侧之间通过，光线被目标遮挡，接收器便无法接收到发射器发出的光线，从而产生报警信号。
了解了光电子技术的基本原理后，我们可以开始设计简单的光电警报器。
首先，我们选择障碍型光电传感器作为光电警报器的感应器，因为它适用范围广，可以用于检测各类目标。
接下来我们需要设计一个电路板，它将接收从光电传感器发出的信号并执行报警任务。
电路板可以由单片机，电源模块，警报器模块和光电传感器模块组成。
在电路板上，单片机被设计为控制整个系统的中心部分，用于处理输出信号和控制性能。
电源模块则用于提供必要的电源，可选择电池或电源适配器等供电方式。
另外，警报器模块接收单片机发送的信号并通过警报器发出警报声，提醒用户。
最后，光电传感器模块则用于检测目标并传输信息到单片机。
在完成电路板的设计之后，我们需要将电路板与光电传感器连接，并进行实际测试。
当目标通过障碍型光电传感器时，传感器将检测到目标并发送信号到单片机。
单片机接收到信号后，控制警报器模块执行警报任务，提醒用户。
如果需要与更广泛的系统进行通信，可以将单片机与其他硬件进行通信，如Wi-Fi模块，从而实现远程监控和控制。
综上所述，光电子技术是一种实现安全警报功能的重要技术手段。
光电报警器课程设计
光电报警器课程设计一、教学目标本节课旨在让学生了解光电报警器的基本原理和制作方法，通过学习，学生应掌握光电传感器的工作原理、电路图的阅读和理解、简单的编程操作等技能。
同时，通过制作光电报警器，培养学生的动手能力、团队协作能力和创新能力。
1.了解光电传感器的工作原理；2.理解光电报警器的电路构成；3.掌握简单的编程操作。
4.能够阅读和理解电路图；5.能够使用编程软件进行简单的编程；6.能够动手制作光电报警器。
情感态度价值观目标：1.培养学生对科学实验的兴趣和好奇心；2.培养学生的团队协作意识和创新能力；3.培养学生对科技产品的认识和理解，提高学生的科技素养。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括光电传感器的工作原理、光电报警器的电路构成、编程软件的使用和光电报警器的制作。
1.光电传感器的工作原理：介绍光电传感器的工作原理，包括光电效应、光敏电阻等基本概念。
2.光电报警器的电路构成：讲解光电报警器的电路构成，包括光电传感器、放大器、比较器、触发器等元件的作用和连接方式。
3.编程软件的使用：介绍编程软件的使用方法，包括基本操作、编程语言的特点等。
4.光电报警器的制作：讲解光电报警器的制作步骤，包括电路连接、编程、调试等。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：讲解光电传感器的工作原理、电路图的阅读和理解、编程软件的使用等基本知识。
2.案例分析法：通过分析具体的光电报警器案例，让学生理解光电报警器的工作原理和制作方法。
3.实验法：学生动手制作光电报警器，培养学生的动手能力和团队协作能力。
4.讨论法：引导学生进行小组讨论，分享制作过程中的心得体会，培养学生的创新能力和解决问题的能力。
四、教学资源本节课所需的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用与光电报警器相关的教材，为学生提供基础知识。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作光电报警器的教学视频、图片等资料，为学生提供直观的学习资源。
光电报警器的课程设计报告
光电报警器的课程设计1.1 、设计基本要求1、采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警；2、采用LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路显1，2路显2，同时遮挡显3；3、采用5V供电。
【主要参考元件】：光耦，555，74LS32，74LS247。
1.2 设计方案根据课题设计要求初步建立如下系统框图图1.1 系统原理框图2.1 总体电路设计本电路由3部分组成：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统，555报警系统。
通过光照光敏3级管输出高低电平来控制74LS247显示数字是哪路被挡，同时由555报警器发出间歇式的报警声。
芯片74LS247是驱动共阴数码管的译码器，所以在共阳数码管之前要加几个330欧的电阻本电路由3部分组成：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统，555报警系统。
通过光耦的光敏三级管输出高低电平来控制74LS247显示数字是哪路被挡，同时由555报警器发出间歇式的报警声。
电路设计：2.2 报警模块首先，考虑到间歇性声光报警电路可以采用555振荡电路实现，首先了解555芯片的结构性能：图2.1 ： 555芯片管脚图图2.2：报警电路图通过555定时器构成自激多谐振荡器产生的矩形脉冲来控制喇叭的间歇式的叫声。
对于多谐振荡器可根据T=0.7*(R12+2R13)*C1来确定间歇时间，导通时间为T1=0.7*（R12+R13）*C1，充电时间T2=T- T1 由电路图可以算出导通时间为：T=0.7*（510K+2*20K）*330uF=1.235KHZ555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
光电式报警器课程设计
光电式报警器 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电式报警器的基本原理，理解光电传感器的工作机制；2. 使学生了解光电式报警器在生活中的应用，认识到物理知识在实际生活中的重要性；3. 引导学生掌握报警器的电路组成，理解各部分功能及相互关系。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成光电式报警器的组装与调试；2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，学会分析报警器的性能并进行优化；3. 提高学生的团队协作能力，学会在小组合作中共同完成任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对物理学科的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生安全意识，认识到报警器在生活中的重要防护作用；3. 引导学生关注科技发展，认识到物理知识在推动社会进步中的作用。
课程性质：本课程为物理学科实践活动，结合课本知识，让学生在实践中掌握物理原理，提高综合运用能力。
学生特点：针对中学生，已具备一定物理知识基础，对实践活动有较高的兴趣和热情。
教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生动手能力培养，提高学生在实际操作中发现问题、解决问题的能力。
通过课程目标分解，使学生在学习过程中达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 光电传感器原理：讲解光电效应、光电管、光敏电阻等基本概念，结合课本第十五章“光与光学”相关内容，让学生理解光电传感器的工作原理。
2. 报警器电路组成：分析光电式报警器的电路结构，包括电源、信号处理、报警输出等部分，参考课本第十七章“电路分析”相关内容，使学生掌握各部分功能及相互关系。
3. 报警器组装与调试：根据教学大纲，组织学生进行报警器的组装、调试及优化，结合课本第十八章“电子技术基础”相关内容，培养学生动手操作能力。
4. 报警器应用案例：介绍光电式报警器在生活中的应用实例，如家庭、商场、停车场等场所的安全防护，让学生认识到物理知识在实际生活中的重要性。
5. 报警器性能分析：讲解如何分析报警器的性能指标，如灵敏度、误报率等，参考课本第十六章“传感器及其应用”相关内容，提高学生分析问题和解决问题的能力。
光电烟雾报警器课程设计
光电烟雾报警器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解光电烟雾报警器的基本原理，掌握其设计和制作方法，培养学生的动手能力和创新能力。
具体目标如下：1.知识目标：使学生了解光电烟雾报警器的工作原理、主要部件及其功能；掌握光电烟雾报警器的电路设计、组装和调试方法。
2.技能目标：培养学生运用电路设计软件进行光电烟雾报警器电路设计的能力；提高学生的动手操作能力，使其能熟练进行光电烟雾报警器的组装和调试。
3.情感态度价值观目标：培养学生对科学的热爱和好奇心，使其树立创新意识，敢于挑战自我，勇于实践。
二、教学内容1.光电烟雾报警器的工作原理及其主要部件；2.光电烟雾报警器的电路设计方法；3.光电烟雾报警器的组装和调试技巧；4.光电烟雾报警器的应用场景及其在我国的实际应用案例。
三、教学方法1.讲授法：讲解光电烟雾报警器的工作原理、电路设计方法和应用场景；2.讨论法：分组讨论光电烟雾报警器的组装和调试技巧，分享学习心得；3.案例分析法：分析我国光电烟雾报警器的实际应用案例，了解其在现实生活中的重要性；4.实验法：动手组装和调试光电烟雾报警器，培养学生的实践操作能力。
四、教学资源1.教材：《光电烟雾报警器设计与制作》；2.参考书：光电烟雾报警器相关论文和著作；3.多媒体资料：光电烟雾报警器工作原理演示视频、实验操作演示视频等；4.实验设备：光电烟雾报警器实验套件、电路设计软件、调试工具等。
教学资源的选择和准备应充分支持教学内容和教学方法的实施，为学生提供丰富的学习体验。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程采用多元化的评估方式，包括：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等，以考查其对光电烟雾报警器知识的理解和运用能力。
2.作业：布置相关的设计性和探究性作业，让学生结合所学知识进行实践，从而检验其掌握程度。
3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能、数据处理和分析能力，以及实验报告的撰写水平。
光电火灾报警器课程设计
光电火灾报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光电火灾报警器的基本原理，掌握传感器、光敏电阻、放大电路等关键部件的工作原理；2. 学会分析并计算光电火灾报警器的主要参数，如灵敏度、响应时间等；3. 了解光电火灾报警器的分类、性能、应用场景及其在消防安全中的重要性。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单光电火灾报警器电路的能力；2. 提高学生动手操作能力，学会组装、调试和优化光电火灾报警器；3. 培养学生查阅资料、分析问题、解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生关注消防安全，增强火灾防范意识；2. 培养学生团队协作精神，学会与他人共同完成任务；3. 激发学生对电子技术的兴趣，树立科技创新的信心。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，以理论知识为基础，注重实践操作。
学生特点：六年级学生，具备一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，并在后续教学设计和评估中，以具体的学习成果为依据。
二、教学内容1. 光电火灾报警器原理及组成部分- 传感器原理与应用- 光敏电阻特性与选型- 放大电路设计与实现2. 光电火灾报警器主要参数及性能- 灵敏度、响应时间等参数的计算与分析- 不同类型光电火灾报警器的性能比较- 影响报警器性能的因素及优化方法3. 光电火灾报警器的应用与消防安全- 光电火灾报警器的分类及适用场景- 消防安全知识与火灾报警系统的重要性- 火灾报警系统在现实生活中的应用案例4. 实践操作- 设计并搭建简单光电火灾报警器电路- 调试、优化电路，提高报警器性能- 分析实验结果，总结实践经验教学内容安排与进度：1. 原理学习与电路设计（2课时）2. 实践操作与性能优化（3课时）3. 应用案例分析与消防安全教育（1课时）教材章节关联：本教学内容与教材中“传感器与检测技术”、“放大电路设计”等章节相关，结合学生实际水平和课程目标，对相关内容进行深入讲解和拓展。
数电课程设计 光电式报警器
数字电子技术课程设计报告光电式报警器的设计专业：班级：姓名：学号：指导老师：XX学院日期：201X年X月XX日指导教师评语光电式报警器:采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警。
采用LED显示被遮栏的路数，无报警显0，l路显1，2路显2，同时遮挡显3。
采用5V供电。
主要参考元器件：光耦，555,74LS32，74LS248。
2 设计任务根据设计要求，光电式报警器系统框图由以下部分组成：光耦电路模数转换数字显示声光报警器本次设计需要三大部分实现：光耦电路部分，数字显示部分和声光报警器部分。
需要两套光耦元器件做双光路结构；由7段数码管做LED 显示路数，用74LS248集成电路译码，由555定时器组成多谐振荡器，实现间歇式的声光报警。
当两路均无光线遮挡时，一路接受器和二路接收器由于分别被一路、二路发出的红外线照射，而处于导通状态，此时数码管显示为0，且多谐振荡电路不能正常工作，故而报警部分不会发出声光报警。
当一路或二路任一路光线被遮挡时，数码管显示为显示对应路数，多谐振荡电路可以正常工作，报警部分会发出间歇式的声光报警。
当一路和二路光线均被遮挡时，数码管显示为3，多谐振荡电路可以正常工作，报警部分会发出间歇式的声光报警。
此外，在原有要求基础上，改进了所要求设计不足之处。
原设计若光路遮挡时间极短，则可能报警时间短不足以引起注意，本次设计加入一个两位十进制的计数器，用来计数光路被遮挡的次数，增强了报警器的功能和可靠性。
3.1 光耦电路部分使用U1、U2两个4N25光电耦合器，因为一般LED发光二极管的工作电流在十几毫安到几十毫安，所以二极管部分接入500Ω电阻，在三极管集电极接入1kΩ电阻，防止电流过大烧坏元器件。
同时，使用开关J1、J2模拟光路被遮挡的情况。
如图3-1所示。
图3-1 光耦电路部分3.2 数字显示部分选用共阴极七段数码管，由74LS248驱动，数码管前接100Ω保护电阻防止电流过大。
光电越界报警器课程设计
光电越界报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电传感器的工作原理，理解光电效应在报警器中的作用；2. 使学生了解报警器的电路组成，掌握基本的电路连接和调试方法；3. 帮助学生理解报警器编程设计的基本思路，学会编写简单的控制程序。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成光电报警器的组装和调试；2. 提高学生的问题解决能力，能针对报警器故障进行分析和排除；3. 培养学生的团队协作能力，能在小组内共同完成报警器的制作和优化。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其探究精神和创新意识；2. 培养学生的安全意识，使其在设计报警器时充分考虑使用者的安全；3. 引导学生关注科技与社会生活的关系，认识到科技对人类生活的积极作用。
课程性质分析：本课程为初中电子技术课程，旨在让学生通过动手实践，掌握光电传感器和报警器的基本原理和应用。
学生特点分析：初中学生具有一定的物理基础和动手能力，对电子技术充满好奇，但缺乏系统的实践经验和问题解决能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手操作和问题解决能力的培养。
通过小组合作，提高学生的团队协作能力，并在实践中培养其创新意识。
课程目标分解为具体学习成果，以便教学设计和评估。
二、教学内容1. 光电传感器原理：讲解光电效应的基本概念，光电传感器的种类、结构及其工作原理。
教材章节：《电子技术》第四章第二节“光电传感器及其应用”。
2. 报警器电路组成：介绍报警器的基本电路组成，包括电源、信号处理、放大、驱动和报警输出等部分。
教材章节：《电子技术》第五章第一节“报警器电路的组成与原理”。
3. 电路连接与调试：指导学生进行报警器电路的连接，学习调试方法，确保电路正常工作。
教材章节：《电子技术》第五章第二节“报警器电路的连接与调试”。
4. 编程设计：讲解报警器控制程序的基本编写思路，学习简单的编程语句和逻辑控制。
教材章节：《电子技术》第六章第一节“报警器控制程序设计基础”。
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课程设计说明书摘要本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件组成的光电转换电路，可以探测出光线是否被阻挡的信息，并通过把光信号转换成电信号来把这种信息传递至后面的数码显示电路以及声光报警电路以实现控制数码管的显示与报警器报警的功能。
其中声光报警部分通过555定时器组成的多谐振荡器来控制蜂鸣器发出鸣叫声和发光二极管发出光亮来代替报警效果。
整个设计利用了部分数字逻辑电路，能实现在报警过程中同时显示对应路数的功能。
且该报警器的设计采用模块化结构，即：光电转换模块、报警模块和显示模块。
各单元电路功能结构相对独立，可扩充性强，具有很高的经济利用价值。
关键词：数码显示，555多谐振荡，光电转换，声光报警.光电式报警器目录前言................................................................................................................ (3)第一章基本设计任务及要求 (4)1.1 基本设计要求 (4)第二章电路设计原理 (4)2.1系统工作原理及其组成 (4)2.2元器件介绍 (5)2.3单元模块 (7)2.3.1 光电转换模块 (7)2.3.2数字显示模块 (8)2.3.3声光报警模块 (8)2.4电路总体设计 (9)第三章电路焊接与调试 (10)3.1 焊接注意要点...................................................................................103.2 电路调试...........................................................................................11第四章实验结论 (11)参考文献 (12)附录一方案总实物图 (13)附录二元器件清单 (15)2.光电式报警器前言报警器分为机械式报警器和电子报警器。
经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域。
随着社会科学技术的迅速发展人们，对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点，而且安全性能也不是很好。
本次课程设计的题目是“光电报警器”，光电报警就很好的改善了这些方面。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。
在当今高速发展的社会中，入室盗窃率的不断提高。
家、学校宿舍、办公室的财产安全存在很多的隐患，当家中无人或仅有老人孩子在家或者在家熟睡，必须确保家庭成员和财产的安全。
众多住宅小区，学校宿舍，办公室的安防主要是依靠安装防盗门、防盗窗以及人工防范来实现的。
这样不仅有碍美观，而且还不能有效地防止小偷的侵入，而光电报警器就可很好解决这个问题。
所以现在可以在窗户和门上安上这种光电报警器，这样可以更有效地防盗，并且还可以通过无线主机，实现远程监控，减少不少物力和财力，它可广泛地应用于智能化小区，宿舍，办公室，金融部门的储蓄网点，写字楼，仓库，企事业单位等分散营业场所的安全防范中。
3.光电式报警器第一章基本设计任务及要求1.1 基本设计要求1.设计双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警。
2.数码管显示被遮挡的路数，无遮挡时数码管显0，1路被遮挡时数码管显1，2路被遮挡时数码管显2，同时被遮挡时数码管显3。
3．输入电压为5V，输入电流为0.5A。
第二章电路设计原理2.1系统工作原理及其组成本设计首先接通电源通过光耦将光信号转化成电信号。
输出的信号通过74LS48译码器使共阳数码管显示不同的数字，通过74LS32或门驱动555定时器构成的多谐振荡电路，使蜂鸣器和发光二极管发出间歇式声光报警。
显数光示码控译显电码示路光多声触控光谐发电报振信路警荡号工作原理框图2.1 图4.光电式报警器2.2元器件介绍1 光耦（H92B4）光耦原理图见图2.3.1。
光耦的型号为H92B4，由发光二极管和光敏三极管构成的，有4个管脚。
当光敏三极管接收到二极管发射的光时，其工作在饱和导通状态，当光敏三极管无法接收到二极管发射的光时，三极管工作在截止状态。
1和4 脚接电源，并要加限流电阻。
图2.2.12.或门（74LS32）74LS32管脚图如图2.3-2所示图2.2.2：74LS32管脚图74LS32为四2输入或门。
实现逻辑为：Y=A+B其中A，B为输入端，Y为输出端，GND为电源负极，VCC为电源正极3.译码器（74LS48）74LS48是一款高电平驱动的数字译码芯片，输出有效点位为高电平，可以配上共阴的数码管，我们也可以选着74LS247低电平驱动的和共阳数码管，更具自己的喜好选着不同芯片，本品采用的是74LS48。
芯片74LS48为共阴数码管的译码器，所以在共阴数码管之前要加8个330欧的电阻，以保护数码管不被烧坏，倘若数码管显示的过亮了就要增大电阻的阻值。
5.光电式报警器74LS48管脚图如图2.3.3所示：图2.2.3：74LS48管脚图4.数码管数码管分为共阳数码管和共阴数码管。
发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。
7段LED数码管在一定形状的绝缘材料上，利用单只LED组合排列成“8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出0-9的数字。
LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。
图2.3-4为数码管的内部结构。
图2.2.4：数码管内部结构本次课程设计使用的为共阴数码管。
共阴数码管在应用时应将公共极COM 接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为高电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为低电平时，相应字段就不亮。
怎样测量数码管引脚，分共阴和共阳?找公共共阴和公共共阳首先，我们找个电源（3到5伏）和1个1K（几百的也欧的也行）的电阻， VCC串接个电阻后和GND接在任意2个脚上，组合有很多，但总有一个LED会发光的找到一个就够了，，然后用GND不动，VCC（串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就是共阴的了。
相反用VCC 不动，GND逐个碰剩6.光电式报警器下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就是共阳的。
也可以直接用数字万用表，红表笔是电源的正极，黑表笔是电源的负极。
5．555定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。
555 定时器可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
图2.3.5为555定时器的内部结构及管脚排列。
图2.2.5：555定时器内部结构（a）及管脚排列（b）555 定时器只需外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端 TR的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。
2.3单元模块2.3.1 光电转换模块：由于发光二极管的工作电压大约在2.5V，工作电流大约在4到10mA，并且电源电压为5V，所以R3=（5V-2.5V）/（4mA~10mA）=250Ω~625Ω，设计中选了240Ω限流电阻，选510Ω限流电阻也可。
三极管有放大作用，所以集电极的电流较大，所以要加一个阻值较大的电阻R4作为限流电阻，因此选择了20KΩ电阻。
7.光电式报警器当接通电源的时候，发光管发光，光敏三极管的基极电流增加，发射结的电压增大，当超过三极管的导通电压（一般为硅管为0.7V，锗管为0.3V左右）时，三极管就会导通，当基极电流继续增加时，三极管会饱和导通，此时三极管相当于工作在开关的闭合状态，B点相当于直接接地，所以B点输出为低电平“0”。
当一旦有东西遮在发光管和光敏三极管中间时，三极管的发射结电压降低，达不到它的导通电压，三极管截止，此时相当于工作在开关的断开状态，B点电势接近电源电压即为高电平“1”。
2.3.2数字显示模块图2.3.2此模块由74LS48及共阴数码显示器组成，74LS48驱动共阴数码显示器工作。
74LS48的2，6脚因无输入，故接低电平，3，4，5脚接高电平，而1,7脚则与光电转换模块中光敏三极管输出的连接。
此时74LS32正常工作，驱动共阴数码显示器工作，以显示数字0到3。
2.3.3声光报警模块图2.3.38.光电式报警器根据设计要求要发出间歇式的声光报警，声音报警选择蜂鸣器，光报警选择发光二极管。
要能发出间歇式的报警，肯定要求驱动蜂鸣器和发光二极管的信号为稳定的方波，即为有固定周期的高低电平，所以采用由555构成的多稳态触发器。
间歇式报警的周期可以根据555多稳态触发器周期的算法T=0.7*（R5+2R6）*C1（公式2.4.3—1）但是周期选择得太大的话，间歇的时间太长，周期太小的话，人耳无法感觉出有间歇，一般人耳的间歇感知度为0.1s，所以R5、R6选得大一点分别取200kΩ和100kΩ，C1适中取1uF，间歇报警的周期为0.7*（200kΩ+100 kΩ*2）*1uF=0.28s,频率约为1/0.28s=3.5Hz。
电容C2是用来滤波的，所以选得小一点更有利于将交流引入大地，因而取C2=0.01uF。
由于设计的要求是有时需要报警电路工作，有时不需要报警，所以可以用前级电路的输出电平来控制555定时器的复位端即4端口。
当4端输入高电平的时候，声光报警器工作；当输入低电平的时候，声光报警器不工作。
2.4电路总体设计图2.4.1电路总体设计电路图见图2.4.1。
根据设计要求没有光路被遮挡时数码管显示0，光路1被遮挡时数码管显示1，光路2被遮挡时数码管显示2，两条光路都被遮挡时数码管显示3，所以可以得到一真值表见表2.4.1。