数字电子电路课程设计双路防盗报警器

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双路防盗报警器

专业:电气工程及其自动化班级:班级:0202电气五班姓名:

学号:学号:0223011602230116指导老师:

制作日期:制作日期:2004.10.17

2004.10.17

双路防盗警报器设计

一设计目的和背景

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。为此,提出“双路防盗报警器”的设计任务。

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;也可以延时1-35秒再报警,以增加报警的突然性与隐蔽性。报警时除可以发出类似公安警车的报警声之外,两只警灯还可以同时交替闪亮,增加对犯罪分子的威慑气氛。

二设计任务与要求

1设计题目

双路防盗报警器的设计

2设计任务与要求

1.设计一个双路防盗报警器,当常闭开关K1(实际中是安装在窗于窗框、门于门框的紧贴面上的导电铜片)发生盗情时,K1打开,要求延时1~35s发生报警。当常开开关K2发生盗情而闭合时,应立即报警。

2.发生报警时,有两个警灯交替闪亮,周期为1~2s,并有警车的报警发生,频率为f=1.5~1.8Hz。

3.选择电路元、器件。

4.安装调试,并写出设计总结报告。

三设计方案论证及方块图

目前市售的防盗报警器有的结构复杂、体积大、价格贵,多适用于企事单位用。而一些简易便宜的报警器其性能又不十分理想,可靠性太差。综合各种报警器的优缺点,并根据本设计要求及性能指标,兼顾可行性、可靠性和经济性等各种因素,确定双路防盗报警器主要组成部分的方块图如图1所示。它由延时触发器、报警声发生单元和警灯驱动单元三部分组成。

方块图如下图所示

四电路的组成及工作原理

双路防盗报警器总电路原理图如图2所示。

图2

1单元电路的分析

(一)延时触发器

其主要功能为延时触发和即时触发。该部分电路主要由K1常闭开关(延时触发开关)、K2常开开关(即时触发开关),与非G1-G3,二极管D1与D2,电容C1-C2和电阻R1-R4及电位器Rw组成。延时触发器的工作原理如下:1.电源刚接通时:

因为电容C2的下极板接地为0V,由于电源刚接通的瞬间电容电压不能突变,故C2的上极板也为0V。低电平“0”信号脉冲输入与非门G3,使G3输出高电平;又因开关K2断开,+6V电源使门G2输入信号为高电平(此时K1闭合,门G1输入低电平,输出为高电平,二极管D1截止,对基本RS触发器无影响),门G2输出(基本RS触发器Q端)低电平“0”,从而使555定时器IC2和IC3的第4脚(异步复位端)为低电平,IC2和IC3不工作,报警器不发声不闪亮。称此时延时触发器开关为关闭状态。

2.开关K1打开(延时报警器)时:

电源通过电阻R1和电位器Rw的阻值,满足R1+Rw

3.开关K2闭合(即时报警)时:

当K2闭合,D2导通,使RS触发器的SD端为“0”,RD端仍然为“1”,RS触发器会立即被置“1”,即延时触发门即刻打开,防盗报警器会即刻发出报警。(二)报警声发生单元

其主要功能是,发生报警时,频率为105-108KHz类似于警车的报警声。该部分电路主要由555定时其IC2和IC3,半导体三极管T1-T3,定时电容C3和C4,电阻R5-R10及扬声器组成。报警声发生单元的工作原理如下:

1.IC和,C3组成周期约为1-4.2s的低频振荡器。当有警信号时,延时触发门的RS触发器Q=1时,IC2和IC3开始工作。由于电源刚接通时,C3上电源不能突变,使IC2的高触发端6脚和低触发端2脚的电压为0V,其输出端3脚(E)为高电平,IC2内部的放电管截止。电源经R5和R6对C3充电,C3上电压上升;当Uc3≥2/3Vcc时,输出端3脚变为低电平,IC2内部的放电管导通,C3通过电阻

R6和IC2的放电端7脚放电,C3上电压(D点)逐渐下降;当Uc3≤1/3Vcc时3脚(E)点又翻回高电平。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%。

2.IC3和电阻R8,R9,C4组成另一个低频振荡器。这里特别指出的是:IC3的电压控制端5脚控制电压是C3的电压(D点)通过T1的发射极合得到的.D点电压变化,使IC3的5脚电压Uco值随之而变化。当UD(Uc3)较高时,Uco也较高,正向阈值电压Ut+(等于Uco)和负向阈值电压Ut-(等于1∕2Uco)也较高,电容C4充放电时间长,因而IC3的输出端3脚(F)点输出脉冲的频率较低;反之,当UD较低时,Uco也较低,Ut+和UT-较低,C4的充放电时间短,F点输出脉冲频率高较高。由此可见,IC3的输出短F点得到的脉冲不是单一频率,其振荡频率可在一定范围内周期变化。选择合适的参数,其输出频率约在105KHz至1.8KHz之间。D点、E点、和F点的波形如图所示。F点输出的脉冲经T2和T3放大后,推动扬声器发出高低频率不同的声音,类似公安警车的报警声。

(三)警灯驱动单元

其主要功能是,发生报警时,使两个警灯交替闪亮,周期为1~2s,以增加报警时的紧迫感,该部分电路由非门G4~G8,三极管T4~T7,电阻R11~R12和两个警灯HL1与HL2组成。警灯驱动单元的工作原理如下:

1.当不报警(K1闭合和K2多断开)时:

这是延时触发门RS触发器Q=0,封锁了门G5和G6,使门G7与G8输出总为0,三极管T4~T7截止,警灯HL1与HL2不亮。

当报警(K1断开和K2闭合)时:

延时触发器Q=1,门G5和G6解除封锁,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的输出信号极性相反,

且它们在IC2脚输出脉冲的控制下轮流交替出现高电平“1”,因而三极管T4,T5和T6,

T7轮流导通和截止,警灯HL1和HL2便交替闪亮。选择参数,可使警灯闪亮周期为1~2s。

在图2的电路原理图中,将门G1~G8用两个四2输入的非门来代替,画出的整机电路如图4所示。图中G1~G4用IC1表示,G5~G8用IC4表示。

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