汽车防盗报警器设计解读Word格式.docx
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1.2.2方案二
系统框图如图2所示。
图2方案二的系统框图
有人盗车时，触发开关，使得由两个三极管构成的语音互补型振荡器，超低型无稳态振荡器，均进入工作状态，产生高低交错的电平，产生报警信号并将其传送到报警发声器，达到报警效果。
1.3方案论证
表1方案一、二论证分析
方案一
优点
报警时间，报警频率可调，性能可靠，方便实用。
此报警器的制造成本比较低，成品价格相对实惠。
缺点
触发电路需要在做改进，以便于在实际中的运用。
方案二
电路制作也比较容易，使用效果好，平时不耗电，
防盗细铜丝容易被拉断，引起错误报警
1.4方案选择
方案一的原理简单，所用555集成器件和2N6660场管，性能可靠，都比较经济，方便实用。
成品价格相对实惠，且性价比高，在实际运用中消费人群广，便于普及，市场潜力相当可观。
经过综合考虑，最终选择了方案一。
2.单元模块设计
本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系；
同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及核心器件进行必要说明。
表2.报警电路组成表
模块
作用
触发部分
产生并输出报警信号
时间控制部分
控制报警时间的长短
频率控制部分
控制报警频率的高低
2.1触发模块设计
其电路如图3所示：
图3触发部分
报警器的电路原理图的触发部分如图所示：
场效应晶体管2N6660组成一级电压放大器，通过可调电阻RV1调节场效应晶体管放大器的栅极偏压来调节电压放大器的增益。
由于场效应晶体管放大器具有很高的电压增益，因此用一级放大器就可满足电路的要求。
压电陶瓷声传感器被声波激发后输出脉冲电信号，并经过2N6660放大后由漏极3输出，通过祸合电容器C3去触发单稳态触发器
2.2时间控制部分模块设计
时间控制部分模块的原理图如图4图所示：
图4时间控制部分
由555时基集成电路与R4、RV3、C2组成的单稳态触发器，受低电平或脉冲下降沿的触发而翻转。
平时，555时基集成电路的3脚输出低电平。
当压电陶瓷声传感器受到触发后输出脉冲信号并经场管放大后由漏极3输出时，输出脉冲的下降沿将单稳态电路触发并使其翻转，3脚输出高电平。
555时基集成电路3脚翻转后，电路进人暂稳态，电源通过R4向C1充电，充电时间约2min。
2min后，C2充电电压升高到6脚的阑值电平，触发器自动翻转，3脚恢复低电平，电路进人稳态。
而单稳态输出的控制时间长短的信号由电阻，电容R4、RV3、C2共同决定，其公式为：
（3-1）
其中R即是R4与RV3之和，C即是C4。
在本设计中RV3为可调电阻，范围是0-91K
所以电阻和的范围是91-182K，而电容是100uF,根据公式有：
即是：
报警时间控制在10到20秒之间。
2.3频率控制部分模块设计
时间控制部分原理图如图5所示：
图5频率控制模块
报警器的声发频率电路是一个由555时基集成电路组成的多谐振荡器，受总复位端4脚的控制而工作。
平时，由于555时基集成电路的3脚输出低电平，振荡器不工作；
当555时基集成电路的3脚输出高电平时，振荡器开始工作，发出报警声。
而多谐振荡器的振荡频率由R5,R6，RV2与C4的数值决定。
调整RV2的数值，可得到所需要的振荡频率和报警声。
而决定频率的公式如下：
（3-2）
在本设计中，根据公式计算可以得到频率的取值范围是2381Hz到3571Hz之间。
2.4电路参数的计算及元器件的选择
电路元器件选择：
场效应晶体管选用VT66或V40AT场效应晶体管，由于场效应晶体管放大器具有很高的电压增益，因此用一级放大器就可满足电路的要求。
压电陶瓷声传感器B选用Φ27mm的压电陶瓷片，如F1'
-27、HTD27A-1等型号，其参数与设计本身的要求就比较合适。
555时基集成电路可选用NE555或LM555时基集成电路，以为此集成电路性内容能够可靠，容易制作，价格相对便宜，且参数业余本设计的要求相吻合。
电路参数的计算：
时间的计算：
（3-3）
频率的计算：
（3-4）
上极限时
下极限时
2.5特殊器件介绍
2.5.1555定时器
图6 555管脚图
555为一8脚封装的器件，其各引脚的名称和作用如下：
1脚—GND,接地脚；
2脚—TL,低电平触发端；
3脚—Q,电路的输出端；
4脚—/RD,复位端，低电平有效；
5脚—V_C,电压控制端；
6脚—TH,高触发端；
7脚—DIS，放电端；
8脚—VCC,正电源端，其电压范围为：
5～16V。
555组件接上适当R、C定时元件和连线，可构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等电路。
在外加输入信号的作用下，NE555的功能如表2．2所示，其中X表示任意态。
输入
输出
TH
TL
/RD
Q
放电管状态
X
导通
＞2/3VCC
＞1/3VCC
1
＜2/3VCC
保持不变
＜1/3VCC
截止
表3NE555功能表
555定时器具有如下几个特点：
（1）.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。
其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
（2）.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。
（3）.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
（4）.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
3.软件简介
Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
具有4大功能模块
◆智能原理图设计（ISIS）丰富的器件库
超过27000种元器件，可方便地创建新元件；
智能的器件搜索：
通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；
智能化的连线功能：
自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；
支持总线结构：
使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；
可输出高质量图纸。
◆ProSPICE混合仿真：
基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；
超过27000个仿真器件：
可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件。
◆独特的单片机协同仿真功能
支持主流的CPU类型：
如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、等。
实用的PCB设计平台
先进的自动布局/布线功能；
支持器件的自动/人工布局；
支持无网格自动布线或人工布线；
支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；
完整的PCB设计功能；
可以输出多种格式文件。
4.系统调试
4.1系统仿真
详见附录所示。
4.2系统仿真参数设置
在系统调试之前，我们需要对系统进行参数设置，如表5.1和5.2所示。
表4元件参数表
序号
编号
参数
R1
100K
2
R2
25K
3
R3
56K
4
R4
91K
5
R5
2K
6
R6
1K
7
Rv1
8
Rv2
9
C1
10uF
10
C2
100uF
11
C4
0.1uF
12
C8
0.056uF
表5元件参数表
元件
型号
数量
报警扬声器
YD57一2型等80
滑动变阻器
POT-HG
电阻（Ω）
9c06031A910FKHFT
场管
VT66或V40AT
电容器
耐压值为l6V的铝电解电容器
定时器
NE555
直流电源
9V
压电陶瓷声传感器
F1'
-27、HTD27A-1等型号
示波器
OSCILLOSCOPE
4.3功能调试
通过几天的的理论设计,为了验证对理论应用的正确性，选用Protues进行仿真，验证所设计的电路能否实现报警器的功能，以及报警时间频率的可调节性。
4.3.1防盗报警电路
4.3.1.1调试目的
测试电路能否实现报警器的功能，以及报警时间频率的可调节性。
4.3.1.2触发电路调试
触发电路如图.7所示：
图7触发电路
图8均为触发测试波形图
图5.2均为触发部分的测试波形，右侧是可知，在受到外界出发时，能产生触发信号图a所示，在参数设定的时间后，触发信号消失，波形为图b所示，也就是在参数控制的时间内，报警信号会停止。
5.2.1.3时间控制部分电路调试
时间控制部分电路如图9所示：
图9时间控制部分电路
图10时间测试波形图
由时间测试波形图可知，当接收到触发部分的报警信号后，在设定的参数下，经过设定的时间，会产生一个停止信号，使报警停下，从而达到控制时间的目的。
5.3.1.4频率间控制部分电路调试
频率间控制部分电路如图11所示
图11频率间控制部分电路
图11时间测试波形图
由频率测试波形可知，当接收到触发信号后，产生交错的高低电平，其频率的控制有参数的设定来决定，通过改变参数即可控制频率的范围。
4.4调试结果分析
4.4.1调试电路已实现的功能
通过先分步调试后整体调试的方法，本设计已实现了报警时间频率均可调节控制的报警器。
4.4.2调试中遇到的问题和此电路的不足
在调试的过程中遇到了许多的问题，比如说各个参数的计算，对电路图的修改，对事件频率控制参数的计算设定等等，在经过多次调试之后，最终达到了预期的效果。
5系统功能指标参数
5.1系统实现的功能
此报警器的用途比较广泛，可以实现汽车防盗报警，其触发的部分为分立元件，所以可以在汽车不同的位置设置此触发部分，以实现多点触发，增强了此报警器的适用范围，在实际运用中，经过一定的改造，还可用于不同方面的报警，例如果园防盗报警，水温盗报警，贵重物品防盗报警等等。
5.2系统指标参数测试
对于本设计系统的参数测试，总共分两步。
第一步就是将自己设计的电路用软件protel作出具体的线路图，用protel自带的检测功能检测线路是否连接有误，直到修改线路至无误为止。
第二步就是将我们的电路的各部分分开进行仿真。
对此部分仿真可用到仿真软件proteus。
在对每个部分仿真达到正确结果后，然后将各个模块连接起来进行整体测试。
经过仿真证明我设计的八路抢答器电路工作正常。
5.3系统功能及指标参数分析
通过前面的参数计算和仿真的如系统各元件的参数表如表6.1所示。
表6元件参数表
6设计总结
汽车防盗报警器它主要是由场管构成一个共栅极触发装置，在有人盗车的时候引发触发装置，产生报警信号；
此信号的经过一个由555构成的单稳态触发器对其报警时间进行控制，利用一个电容和一个滑动变阻器，通过改变电阻的大小可以对时间的长短进行控制。
本报警器最大的特点就是电路简单，报警时间，报警频率可调，性能可靠，方便实用。
此报警器的制造成本比较低，成品价格相对实惠，上面已经作了详细的介绍。
这些都是一些比较基本的电路，较容易被人掌握和认识，对于初学者来说也比较容易完成认识以及制作过程。
而且此报警器的功耗比较低，很适合普通人群的消费很使用。
经过这次的学习实践，是我对报警器又有了更深一步的了解。
7参考文献
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清华大学出版社，
附录：
系统仿真总图
读书的好处
1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。
——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。
——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：
心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
10、一日无书，百事荒废。
——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生，一日不写手生。
13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。
——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。
——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。
——笛卡儿
17、学习永远不晚。
18、少而好学，如日出之阳；
壮而好学，如日中之光；
志而好学，如炳烛之光。
——刘向
19、学而不思则惘，思而不学则殆。
——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。
——培根
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