停电报警器课程教学设计

设计题目：停电报警器院系：电气工程系专业：电子信息工程年级：2012 级

姓名：杨燕

指导教师：黎松奇

西南交通大学峨眉校区

2014年12月1日

课程设计任务书

专业电子信息工程姓名杨燕学号20128094

开题日期：2014年11月10 日完成日期：2014 年12 月19日

题目：停电报警器

一、设计的目的

在一些场合，必须保证不间断地供电，或停电后必须通知操作者，使其知道已经停电，采取相应的措施。这就需要一个停电报警器，当市电220v正常供电时，报警处于监测状态，当市电220v停电时，马上发出响亮的报警声，提醒人们注意，现在已经停电，从而采取相应的措施。同时停电报警器也可以应用于安防工作，现在，许多不法分子在行不法之事之前都会先切断电源。在一些重要场所，热释电红外传感器电路与停电报警器电路相结合就形成了双重保障，巩固了安防系统。

二、设计的内容及要求

本次设计主要是用51单片机来实现，使其在停电能实现报警功能。此次设计

给出停电报警器电路的各个模块电路的设计和所需主要器件的主要参数，并介绍硬件实现的详细方案，给出本次设计的硬件原理电路图，并分点描述各模块功能；并给出软件实现的程序流程图，并介绍各模块所要实现的功能。

三、指导教师评语

四、成绩

指导教师(签章)

年月日

一、组成框图及工作原理

系统组成框图如图1所示，根据系统拟达到的总体功能，将其划分为以下功能模块:主副电源电路、热释电红外传感器电路、停电报警器警铃电路和自动报警器电路等。

图1 系统组成图框图

一旦有人入侵、或电源被切断时，与之相应的报警探测器立即向用户端自动报警主机发出报警信号，接到警情事件后，自动报警主机立即进行确认，确认无误后，进行事件的现场声(蜂鸣器)报警。

二、人体热释电红外传感器感

2.1感应器技术

应器技术是信息采集技术的第一步，感应器是将能够感受到的及按规定被测量的按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指感应器中能直接感受或响应被测量(输入量)的部分，转换元件是指感应器中能将敏感元件感受的或响应的感应量转换成适于传输和（或）测量的电信号的部分。

1. 感应器的作用

A、信息的收集。对某种特定要求，需检测目标物的存在状态，把某状态信息转换为数据，对系统或装置的运行状态进行监测。

B、信息数据的交换。把以文字、符号、代码、图形等多种形式记录在纸或胶片上的信nS数据转换成计算机、传真机等易处理的信号数据，或者读出记录在各种媒介上的信息并进行转换。

C、控制信息的采集。检测控制系统处于某种状态的信息，并由此控制系统的状态，或者跟踪系统变化的目标值。

现在有关防盗的传感器非常多，有无线人体热释电传感器、无线门磁传感器、振动位移传感器、红外线反射开关无线探头、门把手人体接近感应传感器、雷达波人体检测无线探头等等。本系统考虑到不仅要满足可靠探测的需要，而且还需经济实用和安装操作简便，所以选用了无线人体热释电红外传感器完成防盗监测。当不法分子企图从非法进入室内时，无线人体热释电传感器能检测到人体移动的红外信号。

三、停电检测

3.1、停电报警器结构框图及说明

图5. 停电检测器结构框图

该停电检测报警器的结构框图如上所示，由三大部分组成，分别为市电检测电路、光电耦合电路、电压比较电路组成。主要工作程序是先通过市电检测电路检测是否供电，然后经过光电耦合电路，使光电耦合器判断是否特殊三极管导通或者截止，然后通过电压比较电路，判断输出的是否为高电平或者低电平，看是否三极管导通或者截止，输出电平信号，送单片机的P0口进行报警处理。

3.2、系统原理图及工作原理

由图6，可以知道该电路的工作原理。当停电检测器检测到没有停电时，指示灯发光，而扬声器不发出声音。当电流经过4N33时，里面的特殊发光二极管发光，使4N33里的特殊三极管导通，3V电源正常工作，输出电压，同时经过电压比较器，到达三极管VT1，而VT1这时截止。输出低电平信号，单片机的P0口检测不到报警信号，所以不发声。

图6、停电检测器原理图

当停电时，220V没有输入，停电报警器检测到停电，4N33内的特殊三极管不导通，只有3V电源在工作，经过电压比较器，到达VT1，这时三极管导通，从而p0口检测到高电平，发出警报。

3.2.1、市电（220v）测电路

图7、市电测电路

该部分的电路，功能是检测是否断电，如果断电，则指示灯不亮，如果供电正常，则指示灯发光。

3.2.2光电耦合器及光电耦合电路

光电耦合器4N33是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。在光电耦合器输入端加电信号使发光二极管发光，光的强度取决于激励电流的大小，此时照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电-光-电的转换。

光电耦合器内部结构如图8所示：

图8、4N33内部结构图

图9、光电耦合电路

3.2.3、LM358及电压比较电路

LM358系列由两个独立的高增益，内部频率补偿运算放大器组成。这些运算放大器具有低功耗，共模输入电压范围扩大到地/视频电子工程专辑，可以是单电源或者分割电源工作。这些放大器具有几个明显的优势超过标准在单电源放大器的应用程序类型。他们可以工作电压低至3.0V或高达32V。LM358可以采用

DIP-8和TSSOP-8或者MSOP-8进行封装。该芯片特点是内部频率补偿增益，宽电源电压范围3——32V内虚拟，输入共模电压范围包括地面，大型直流电压增益：100dB的典型，符合ROHS。该芯片可用于电池充电器，无绳电话，开关电源，停电报警器等方面。芯片内部结构如图10所示：

图10、LM358内部结构图

电压比较电路就是以电压比较器为主要结构的单元电路。如图11所示：