双路防盗报警器-内容

摘要人类社会进入21世纪，科学技术获得了空箭的发展。

当今，由于电子计算机枝术、现代通训技术的进步，使人们在空间和肘间上的距富都大缩短了。

现A，丸家坐在家里便可以了解发生在世界各地的事情，通过电视屛幕就可以看到丸洋彼岸进行的国际体育比赛，或千里之外的索人“面对面”交淡。

杳阅姿抖可以不去图书馆，订票购场都可以心家里进行。

无绒办公，A家上班色变得轻而易举。

从琳琅满目，功能纷呈的家用电器列工厂£动化控制生尹过程，从宇宙航行到水下机器人作业，从电般列先纤通信，所有这一切都向人们显示信息肘代繁花似邻的动人景象。

近年来，随着改革开放的深入发展，人民的生活水平有了很大⅛.⅜o各种壽档家电尹％和贵重物品为许多家庭所拥有，并且人们手中特别是城市居氏的积•< 也十分可观。

因此，越来越多的居氏家庭对财庐安全问題十分关心'。

目前，许多家庭使用了较为安全的防盗门，如果再设计和生尹一种价廉、性能灵牧可靠的防盗报警彖用于居氏家中，处将A防盗和保证财尹安全方面发挥更加有效的作用。

为此，提岀“双路防盗报警器”的设计任务。

该圾警器适.用于防盗门、也适.用于中小企事业单伐。

其特点是灵敎、可靠, 一经紘发，可以立即报警；也可以延肘7〜5S （秒丿再⅛⅜,以增加圾警的:fe然性与隐抜性。

援警肘可以发出类似公安警车的援警声之外，两只警灯还可同肘交⅛i*l⅜,增加了对犯罪分子的威慑毛氛。

关健词f⅛盗门、f⅛盗圾警器、中小企事业单伐、公安警车的圾警声
1设计目的
目甫■市僅的防盗报警器有的结构复無、体积大、价格贵，多适.用于企事业单伐用。

而一些简易便宜的报警器其性能又不十分理想，可靠性差。

综合各种圾警器的优缺点，并根据本设计要求及性能指标，兼顒可行性、可靠性和经济性等各种因素，确走玖路防盗报警方要俎成部分的方块图如图1所示。

它由电源稳庄部分、延肘紘发器、圾警声发生单元和警灯犯动单元B部分组成。

S1玖略防盗报警段方粮图
2课程设计彖
1设计一个双路防盗报警器，当奄闵开关Kl （卖际中是与窗桓、与门桓的紧贴面上的导电锢片丿发生盗情肘，KI打开，要求延肘l~13s发生报警。

当常开开关K2发生盗情而诃合肘，应立印援警。

2发生圾警肘，有两个警灯交挣闷亮，周期为1~2s,并有警车的圾警声发生，频率为
f=1.5~1.8kHz.
3选挣电路元、器件。

4安裝调试。

3题目分析和设计思珞
A进行电路元器件安装肘可以先进行虚拟电孑实瞼（multisimj,它是一种柱国外需标校和电子枝术界广为应用的电路计算机仿真役计软件彼称为电子设计工作平台或虚拟电子卖殓室。

multisim的特点：操作界面方便友好，从原理图的输入到电路的仿真测沈都可以轻而易举地免成；虚敬电子设备齐全，包括示咬器、函数发生器.万用衷. 频谱仪和逻辑分析仪等；提供了14种分析工具，利用这些工具，不仅可以请楚地了解电路的工作状态，还可以测量电珞的稔定性和灵牧度；提供了4种扫描分析可以奉肋用户观疼各种条件和参数变化肘电路的变化情况，提供了和当/•泛的元器件，从无谏器件到有谏器件，从栈拟毋件列数字麥件，从分立元件集成电路应有尽有。

4总体设计
4.1基本RS触发晟
紘发甕是一种能够存儲一伐二值信号的基本单元电路。

它具有两个能勺行保持的稳定状态，用来保持逻辑O或逻辑1,而且可以根据不同的输入信号置成O 或1状态。

基本RS紘发麥是各种触发各电路中结构最简单的一种。

它有两个输入端：S (^S非丿端是置1端，R (⅛∕?非丿
端是置O端。

两个输出端Q和Q, 按定义Q=L 6二O肘，紘发器为7状态；Q=O, Q二1肘紐发器为O状态。

当置1端有信号肘，紘发彖置为1状态；当置O端有信号肘，紘发赛置为O状态。

若输入端无信号；则紘发器保持原来状态。

4.2 555多谐报厲蚕
421基本原理
多谐振器是一种勺激振荡器，农接通电源后，不需要外加舫发信号(即没有输入信号丿，便能£动产生矩形脉冲，由于矩形脉冲中舍有路丰富的;⅛次∙⅛欧分量，所以称为多谱振荡器。

先将555岌肘容构成施潘特紐发容，再将施潘特紘发器的输出端经RC积分电路接回到它的输入端，即可构成多谐振荡各，且电彖的电庄VC将准.Vt+和Vt- 之间反复振荡。

电家电庄VC与输岀电庄VO的波形如图2所示充电肘间多谱振荡器VC与VO的咬形图：
ri= CR1+R2) CLn(VCC-Vto)/(VCC-Vt+) = ( Rl+R2) CLn2 放电肘间：T2
=R2CLn(Vcc-Vt+)/(VCC-Vt-) = R2CLn2 报路周期：T=T1+T2 = (R1+2R2)CLn2 振蛊频率：f=1∕T 4.2.2操作步骡
Cb用555定肘器构成多谱振荡电路。

所需元件：电涼、电阻、电彖。

将■ 555走肘器的辺值端THR与2脚TRI相连，并对地接入107 UF的电, THR与T脚间接入IoK电阻/?2, 7脚DlS 电源之间棲入IOK电阻/?1,复位端RES接需电平，5脚COn通过0.0IUF的德减电家接地。

(2)输出羯3脚接示波器。

(3)林开示欧器，村开仿真开关，观疼输出端的仿真波形
(4)改变电家值，观疼输出端的仿真波形
(5)及.变电阻值，观疼输出羯的仿真败形。

(6)移动示波麥的游标，观疼并计算仿真波形的周期。

图3 555多讷振荡乐
f= 1/(10+2× 10) × 1000× 10×0.000001 ×Ln2 = 0.33HZ 结论：输出矩形咬的频率取决于外接电⅛L,电家的值，根据仿真电路测岌电路性能是否兜好，然后连棲卖杨图，并逐步测定电路的输出占输入是否符合设计要求。

如测戎良好，可直棲仪入家用。

5具体设计
5.1电盪稳屋晟
我国，一般家用电薜在设计肘，都以220伏电庄为标准，需于或低于220 伏，会对家用电器尹生影响，甚至会烧毀家用电麥。

家用稳庄器，就是调节过壽或过低电庄，使通过稳庄调整后的电庄维持在220伏，以保证家用电器的正常工作。

延肘紘发器
圾警声发生单元
警灯呃动单元
电源稔庄部分
本丈介绍的是一种简单的家用防盗圾警电路，因此电源稳庄部分不须＜111 杂，它主要用的是干电辿，也就是5伏左右的电谏电压，为人们制凌提供了十分便利的条件。

5.2延时触发審
其主要功能为延肘紘发彖和即肘紘发，该部分电路主要有Kl常诃开关（延肘紘发开关丿，K2常开开关“卩触发开关几与非门G1~G3,二极管Dl与D2、电家Cl与C2和电Ett R1~R4纽成。

A点输出与其它两路节点相连。

其电路如图4所示.
5.2.1与非门电路
图G)所示％与非门电路，图CbJ为其送辑符号。

它是亦二极管匀门的输入端级联一个非门组成的。

它的逻辑功能是依靠与门的输入信号和控制非门的工作来实现的。

与非门的真值表如表1所示，由该表可看出占非门的逻辑功能为：当输人X、B中有低电平O肘，输出Y为壽电平1；只有当输入A、B都为；⅛电平肘，输出Y才为低电平。

其输出逻辑在达式为：Y=正
(b)逆辑符号
CaJ屯珞图
国5与非门电路及其逆辑符
号
表1与非门真值表
输入输岀
A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
5.2.2基本RS紘发器非门)
基本RS紘发赛可由两个“与非”门交又连棲而成，如下图所示。

图心丿为削路图，图(b)为其逻辑符号，它们上面的非号表示低电平有数，亦逻辑符号
中用小倒圈表示。

Q与是基本紘发赛的输出端，两者的良辑状态疫正常条件下能
保持和反。

这种紘发器有两种稳定状态：一个状态是Q=1, Q=O,称为置住状
态(αΓ态丿；另一个状态是Q=0, Q=L称为复佞状态C44O w态丿。

相应的输
入端分别称为直棲置佞端或直接置“1”羯SD和直接复佞端“0”端RD。

图6屍本RS触发呑
表2晟本R S真值農Ib~RD Q
1 0 0
1 1
1 1 不变
0 0 不变
5.3延对砂发星工作＞⅛理
5.3.1电源刖摟通肘
因为电家C2的下极板接地为0V,由于电源创接通的瞻间电家电庄不能:fe 变，故C2的上极核也⅛OVO低电平“0”信号脉冲输入与非门G3,使G3输岀需电平；又因开关K2断开，+5V 电源使门G2输入信号为需电平（此肘Kl 诃合，门Gl输入低电平，输出为；⅛电平，二极管Dl 截J止，对基本RS紘发薜无影响丿，门G2输岀（基本RS紘发器Q端丿低电平“0”，从而使555岌肘各IC2 和IC3的第4脚（异步复佞羯丿为低电平，IC2和IC3不工作，报警器不发声不闷亮。

称此肘延肘紘发翠开关为关诃状态。

5.3.2开关Kl材开（延肘掖警器丿肘
电源通过电EaRI和电仕器RW的阻值，满足RlVR2,可使Cl的充电电浇丸于放电电浇，使Cl 上的电庄缓慢上升。

生Cl上的电庄达到门G1的转折电庄
UTH肘，Gl输出由变u0∖二极管Dl导通，使RS紘发器SD二0；因此肘C2已由+6V电谏电阻R4菠充电使RS紐发器RD端为“1”，基本RS紘发器彼置“1”（门G2输出％“1”几IC2和IC3开始工作，报警声发生单元和警灯犯动单元工作，g卩延肘紘发门村开。

5.3.3开关K2闵合（即肘掖警丿肘
当K2诩合，D2导通，使RS紐发翠的SD端为“0”，RD端仍然为“1”， RS祐发器会立即後置T”，即延肘紐发门即刻村开，防盗报警器会即刻发出报警。

5.4报警步发生单元
R13
UΩ
^WV
ψ 22JI-F
图7圾警声发生羊元电珞图
如7图所示，其主耍功能是：发生报警肘，发岀频率为1.5~1.8KHZ类似于警车的报警声，一般用555定肘器、三⅛l∙管、电家、电阻及協声器组成。

A 点与基本RS输出端Q相连，C点与警灯駆动单元与非门G5 —输入端和连。

5.4.1走肘器纽成的多常报荡器多谐振荡森色称无稔态紘发森，它没有稳岌状态，同肘毋须外加紘发脉冲，就能输岀一定频率的矩形脉冲（勺激振荡丿。

由555集成定肘器纽成的多谱报路器
图8 555多谗撅荡段
5.5 AO发生草元工作斥理
5.5.1 IC和,C3组成周期约为1-4.2s的低频振荡器
当有警信号肘、延肘舫发门的RS触发呑Q=I肘，IC2和IC3开始工作。

由于电源创接通肘，C3上电源不能：fe变、使IC2的;⅛触发端6脚和低紘发端2脚的电庄为OV,其输出端3脚（E）为壽电平，IC2部的放电管拠止。

电源经R5 和R6对C3 电，C3上电压上升；生UC3二2/3VCC肘,输岀端3脚变为低电平JC2部的放电f ÷ii.C3通过电阻R6和IC2的放电端7脚^c⅛,C3上电压（D A）逐浴下舉；Uc3≤l∕3Vcc肘3脚（EJ点又翻回壽电平。

如此周而复始形成振荡、产生周期1 — 2s的矩形波，占空比约为50%。

5.5.2 IC3和电阻R&R9,C4组成另一个低频报荡器
这里特别指岀的是：IC3的电庄控制端5脚技制电压是C3的电庄（D A）通过Tl的发射极合得到的.D点电庄变化.使IC3的5脚电庄UCO值随之而变化。

当UD（UC3丿较需肘.Uco也较；⅛,正向邇值电庄Ut+ （等于UCO丿和负向闻值电庄Ut-（等于1 /2UCO丿也较孰电家C4充放电肘问长,因而IC3的输出端3脚（F丿点输出脉冲的频率轶低；反之，方UD较低肘,Uco也轶低,Ut+和UT- 较低,C4的芫放电肘间短、F &输岀脉冲频率需较需。

由此可见,IC3的输出短F 点得到的眛冲不是单一频率，其振荡频率可A—定谢周期变化。

选择合适的参数，其输岀频率约A 1.5KHZ至1.8KHz之间。

D A. E点、和F点的波形如图所示。

F点输岀的脉冲经T2和T3放丸后，推动協声器发出；⅛低频率不同的声音，类似公安警车的圾警声。

5.6 <⅛M动单尤
发生圾警肘，使两个警灯交挣闪亮，周期为1〜2S以增加圾警肘的紧迫威。

其电路图如图9所示。

图9 ⅜⅛½动单元电珞图
5.7工作>⅝理
上图部分电路■由非门G4~G8,三⅛t• 管T4~T7,电⅛ι Rll~Rl2和两个警灯HLl与HL2组成。

警灯驰动单元的工作原理如下：
5.7.1当不圾警（Kl闵合和K2多靳开丿肘：
当555龙肘器4脚复住端接需色平肘，警灯开始交椁闪亮1,这是延肘紘发门RS紘发辱Q=（λ封锁了门G5和G6、使门G7与G8输岀总、为0,三极管T4~T7幽止，警灯HLl与HL2不亮。

5.7.2当援警（Kl新开和K2⅛∣合丿肘：
T6SZ# ■ 2e√
⅛
■
延肘紘发器Q=I,门G5和G6解除封铁，IC2产生的振荡信号经门G4反相 后送入门G6的输入信号和直接送入门G5的输入信号极性相反。

使门G7和G8 的输出信号圾性相反，且它们A IC2脚输岀脉冲的控制下轮流交眷出现需色平
“1”，因而三极管T4, T5和T6, T7轮流蓉通和輕止，警灯HLl 和HL2便交挣 闷亮。

送L 择参数，可使警灯闪亮周期为1〜2s 。

花图2的电路原理图中，将门G1~G8 用两个B 2输入的非门来代挣，画出的整机色路如图4所示。

图中G1~G4用ICl 表示，G5~G8用IC4哀示O
5.8总电珞图宾輛图
玖路防盗眾警彖色路图如下所示：
IC2A
N«556 IMo IOK
ICIB GZO * XX W ⅝ E¾ ½ ≡ Wt
6课題总结
设计是一种⅛⅛,是理论联糸卖际,应用和巩固所学专业知识的一项重要环节，是培养我们能力和枝能的一个重要手段。

通过此次课程设计让我能够桌身参予电子尹％的设计，使我深诛地体会到：现代的社会是信息社会，很多与人们生活紧酒和关的尹品都是电子尹腌，比如决定现代社会发袈方向的电脑，以及儿乎每个同学都拥有的手机等等无不说刖电子尹老的重要性。

作％—名马上就要毕业的大学生，认帜列我们知帜还丸肤肉，仪限于书本知识，■-次设计让我们不知所播。

我们要学会将所学到的知识联糸并应用到现实生活中，理怡实减相结合，让知帜贯穿生活。

通过此次设计过程，使我熟练了multisim 件、WOrd丈档，并对可编程逻辑辱件的应用和开发的设计思想有了更进一步的了解和拿握。

实习圾告已棲近了尾声，回想过去的点点痛我感觉学列了很多东西，威觉很充卖。

本次卖习给我影响最丸的是，我的国辑思维能力得到了很丸的改善，设计本来就是一种很严•盍的学问，它需要一个不新反复不断纠正不新改进的过程。

哀心的感症卖习过程中给予我指导和举助的老师和同学！以后我会做的更好的。

参考丈故
[1]允波，淑柴.《工厂屯％疑制枝术》（笫2版丿・：壽等教育.2001
[2]植相.伊常永•《电子技术》（笫2版丿・：高等放育，2000年
[3]国请•《救字电珞与逆辑设计》•：中国矿业丸学• 2002年
[4]致程•《经典集成电跆400例》・：机Rxjk, 1998年
[习洪茂，于洪珍•《常用屯子元森件简朗手册》•：中国矿业大学
[6]熊保・《屯子枝术晟础》•：中国电力，1999年
[7]克义，洁・《色孑技术与数字屯瘩》・：大学，1996年。