触摸式防盗报警器设计方案[]

设计题目：触摸式防盗报警器

一、设计任务与要求

1）设计一个简单的触摸式防盗报警器，以起到触摸防盗报警的功能。

2）该防盗报警器，适用于仓库、住宅等地的防盗报警。3>防盗路数可根据需要任意设定。4>一旦小偷触摸报警器，该报警器通过扬声器发出报警声响。

二、电路原理分析与方案设计

1.1总体方案设计

题目要求设计一个触摸式防盗报警系统，整个系统可以划分为几个模块。首先为电源模块，考虑到我所使用的芯片电压为 4.5伏，所以可采用先通过桥堆整流，然后滤波，选用比较常用的电源稳压芯片7805便可以得到实验所需要的4.5v电压。其次为单稳态触发模块，用来控制输出的电压，以驱动报警集成电路。最后为三声模拟声报警集成电路，可直接驱动扬声器发声。可产生三种不同的模拟报警声响，是制作各种报警器的良好声源。模块框图如图 2.1所示。

图2.1

1.2.1电路原理：

触摸式防盗报警器的电路见图2-1。A

1

中与非门I和Ⅱ组成了单稳态触发

器，A

2与R

2

、B组成了模拟音响发生器。平时，与非门Ⅱ输出高电平，经与非

门Ⅲ接成的反相器后变为低电平，所以A

2

无电不工作，整机静态电流仅几个

μA。当人体碰到触摸电极M时，人体从周围空间感应到的杂波信号经VD整流在与非门I的一个输入端a获得负脉冲信号，使单稳态电路翻转进入暂态，与

非门Ⅱ的输出端突变为低电平，经与非门皿反相后输出高电平，使A

2

得电工

作，B即发出“伍一呜一”警报声。当暂态时间一过，单稳态电路恢复稳态，A

2就停止工作，警报声消失。

本电路的暂态时间由RICI时间常数决定，约20s左右。即每触摸一次M，B发警报声20s左右；再次触碰，再次发声。如要延长暂态<报警）时间，可加

大R

1或C

1

；反之应减小R

1

或C

1

数值。

1.2.2触摸式防盗报警器电路原理图如下

图2.2 触摸式防盗报警器电路原理图

1.2.3电路说明

此触摸报警器，具有电路简单、制作容易，性能稳定、可靠等特点。

1.2.4总体方案分析：本设计利用与非门和KD9561四声模拟声电路设计并制作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简况，学习单元电路

的在整体电路中的作用及其基本原理。对此次设计做出概括分析，并进行改进处理，利用电路图绘制软件，重新绘制电路图，设计出PCB 电路板，并通过书籍教材及网络信息查找相关资料。根据触摸式防盗报警器电路的工作原理，以及其组成部分和各部分单元电路的工作原理。单元电路包括电源电路、单稳态触发电路、音响输出电路。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，本设计使用了Protel 99SE 软件设计电路板，进行PCB 板的结构布局，元器件安置和正确布线。通过此次设计制作，了解触摸式防盗报警器的制作过程。

1.3各模块方案选择与论证 <1）电源电路的方案论证与选择

电源模块主要用于实现对各模块供电的功能.对于电源模块的选择有以下三种方案:

方案一:采用1.5V 常用电池串接而成.这种方法简单易懂,但是精确度不够,稳定度也不高,当电池里面的电用光之后,便不在具有供电功能.方案二:采用直接购买电源的方法.在市场上可以直接买到相应的电源,但是考虑到经济上的原因,显然这并不合适.方案三:采用自制整流电路.这种方法简单可行,可以得到精确的电压值,而且稳定度高,可以长期使用.正好可以让自己所学的知识在实践中得到很好的运用.其方框图如图2.3所示:

图2.3

方案选择：根据以上论述,考虑到经济、实用等方面因素,

在本设计中选择方案

三，并熟悉变压器与整流电源的知识及原理。

<2）单稳态触发模块的方案论证与选择

方案一:由555定时器组成单稳态触发模块(如图2.4>，单稳态触发器正常工作时，若未加输入负脉冲，即Vi保持高电平，则单稳态触发器的输出Vo一定是低电平。

方案二:由两个与非门或者或非门组成单稳态触发模块(如图 2.5>，这种单稳态触发器在电路中广泛地用于对脉冲信号的延时、展宽和整形等。

图2.4 由555构成的单稳态触发器

图2.5 或非门组成的单稳态触发器

方案选择：鉴于报警器对单稳触发器的要求，以及市场上所卖的芯片，决定选

择方案二中的由两与非门组成的单稳触发模块，即用一块CD4011芯片即可。

<3）三声模拟报警专用集成电路的方案论证与选择

方案一：用555芯片组成多谐振荡器<如图2.6）来驱动报警器发声。

方案二：直接用四音响模拟集成电路KD-9561<如图2.8）作为驱动升压电路。方案三：采用LC179型三模拟声报警专用集成电路<如图2.9），它采用双列8脚直插塑料硬封装，电路可靠性好；内部集成了功率放大器，可直接驱动扬声器发声；可产生三种不同的模拟报警声响，是制作各种报警器的良好声源。

图2.6 555构成多谐振荡器图2.7多谐振荡器的波形图

图2.8 LC179型三模拟声报警专用集成电路图2.9 kD9561原理图

方案选择：鉴于报警器的实际需求和物件的市场供应，通过比较，KD-9561用起来方便实用，因此用它来作为报警器的电压驱动模块。

<4）发声电路的方案论证与选择

方案选择：发声模块在本实验中是用来接受信号发出报警声音即可，故用一个扬声器作为发生器模块。

1.2.3 系统组成

系统的基本框图如图2.10所示.

三、单元电路分析与设计

1.1 电源部分电路的设计

通过对220v电源进行整流滤波，再由7805进行稳压，就可以达到所需的电压，稳定性能够达到要求。

1）7805典型连接电路如下< 图3.1.1 ），塑封硅整流桥堆图如下<图3.1.2）