实用文档之光电报警器的设计,毕业论文

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毕业论文（设计）

课题名称：用光敏控制的光电报警器的设计

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时间2013年12月

用光敏控制的光电报警器的设计

摘要

系统设计了一个光电式报警器，该报警器通过感光器件把光信号转化成电信号，控制数码管的显示以及报警电路。利用了部分数字逻辑电路，实现能在报警过程中实现对应路数的显示功能。该报警器的设计采用模块化结构，有四个模块即电源模块、光电转化模块、报警模块以及显示模块构成。各模块功能独立，可扩充性强，很有经济利用价值。本文设计的光电报警器是报警器和光藕的结合，它可以运用到各种领域，如火灾探测、煤气泄露报警、交流电流越限报警、玻璃破碎探测等，使用范围广、功能强，具有很强的使用价值，是现代生活中必不可少的一项设备。

关键词：数码管、光耦、555多谐振荡、光电转换、报警

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

一前言 (2)

二设计内容与要求 (2)

2.1 设计方案............................................................ (2)

2.2 设计要求............................................................ (3)

2.3 方案论证比较 (3)

三硬件电路 (4)

3.1 总体电路设计 (4)

3.2 电源模块 (4)

3.3 报警模块 (4)

3.4 数字显示模

块 (5)

3.5 光电转换模块 (6)

3.6 蜂鸣器的结构原理 (7)

四提高要求电路的实现 (8)

4.1 系统工作原理及其组成 (8)

4.2 单元模块 (8)

4.2.1 计数器设计模块 (8)

4.2.2 数字显示模块 (9)

五电路的原理和介绍 (9)

六电路的调试过程与分析 (10)

6.1基本设计电路调试 (10)

6.2提高设计电路调试 (11)

七总结 (1)

1

致谢 (1)

1

参考文献 (12)

附录一………………………………………………………………………….

12

附录二………………………………………………………………………….

13

1 : 前言

报警器的应用非常广泛，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。本课程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和发展。本文设计的光电报警器是光电二极管和报警器的灵活结合，它可以运用到各种生产线上，安全性能高，节约了人力资源，并且不易出错；还能运用到其它人力不能检测到的环境。可见，报警器已经运用到社会各种领域。如图：

2 :设计内容与要求

2.1 设计方案

根据课题设计要求初步建立如下系统框图

图2.1 系统原理框图

2.2 设计要求

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。

2.3 方案论证比较

电源模块：由于本系统需要电池供电，我考虑了下面两种方案为系

统供电。

方案一：采用四节1.5V 的干电池供电，电压达到6V ，给系统供电的话，由于干电池电量有限，随着工作时间电压会慢慢降低。采用干电池给系统供电，调试会给系统带来很大的不便，因此这种方案放弃。

方案二：采用集成稳压芯片LM7805CV ,稳压输出+5V 电压给系统供电。7805输出1A 的电流，足以提供系统工作所要的电流。而且只要带上变压

器，稳压芯片就可以稳定的输出+5V电压。基于以上分析拟定方案二，作

为系统工作时的电压。

报警器模块：方案一，采用扬声器作为系统报警，电路需增加元器件，并

且扬声器占用空间大，重，价格也相对其它报警设备贵，所以放弃此方案。

方案二：采用无缘蜂鸣器，价格便宜，体积小，携带方便，报警声音清晰，但是要增加驱动电路

方可工作。

方案三：采用有缘蜂鸣器，价格便宜，体积小，携带方便，报警声音清晰，直接与输出信号引脚

相连就可以工作了，电路简单。基于以上分析拟定方案三作为系统的报警部分。

3 :硬件电路

3.1 总体电路设计

本电路由4部分组成：光信号转换成数字信号系统，数字显示系统，

555报警系统和5V稳压源系统。通过光照光敏三级管输出高低电平

来控制74LS247显示数字是哪路被遮挡，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。

3.2 电源模块

采用变压器经过整流滤波后再通过三端稳压器LM7805CV得到+5V

电压，给系统供电。

3.3 光电转换模块

光电转换采用光耦，光耦内由发光二极管和光敏三极管组成，采用+5V

电源供电。为防止光耦烧坏，应该在三极管旁串联一个510欧姆的电

阻。图3.2光电转换图：