声光报警器的设计与制作16.docx
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声光报警器的设计与制作16
存档资料成绩：
华东交通大学
课程设计报告书
所属课程名称模拟电子技术课程设计
题目声光报警器的设计与制作
分院机电分院
专业班级
学 号
学生姓名
指导教师
2014年1月7日
华东交通大学理工学院
课程设计（论文）任务书
专业班级姓名
一、课程设计（论文）题目声光报警器的设计与制作
二、课程设计（论文）工作：
自20年月日起至20年月日止。
三、课程设计（论文）的内容要求：
通过完成声光报警器的设计与制作，培养和锻炼学生的实践动手能力，让学生对模拟电子技术和数字电子技术有进一步的了解。
训练学生了解常用的集成电路，了解电子仪器的使用，提高学生的实践动手能力，更好的将理论与实践结合起来，培养学生对电子专业的学习兴趣。
学生签名：
20年月日
课程设计（论文）评阅意见
序号
项目
等 级
优秀
良好
中等
及格
不及格
1
课程设计态度评价
2
出勤情况评价
3
任务难度评价
4
工作量饱满评价
5
任务难度评价
6
设计中创新性评价
7
论文书写规范化评价
8
综合应用能力评价
综合评定等级
评阅人 职称
20年月日
目 录
一、课程设计内容及目的
1.了解常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围（色环电阻的识别等），能查阅有关的电子器件图书。
能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用万用表。
2.学习并掌握声光报警器的工作原理。
3.通过电路图,熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理，基本掌握手工电烙铁的焊接技术，了解电子产品的焊接、提高动手能力。
4.在散件的组装过程中进一步学习电子技术。
5.掌握电子元器件的识别及质量检验。
6.学会利用工艺文件独立进行整机的装焊和调试，并达到产品质量要求。
二、课程设计实验器材
1.电烙铁、焊锡
2.万用表、镊子、钳子等必备工具。
元件清单
序号
名称
型号规格
位号
数量
1
三极管
S9014
VT1
1支
2
+12V直流电源
1个
3
蜂鸣器
1个
4
电阻器
47K
R1
1支
5
电阻器
2.2M
R2
1支
6
电阻器
1M
R3
1支
7
电阻器
470K
R4
1支
8
电阻器
10K
R5
1支
9
光敏电阻器
R6
1支
10
电阻器
5.1M
R7
1支
11
电阻器
2K2
R9
1支
12
CD4011
11ZN9SK
1个
13
电解电容
10μF
C1、C3
2支
14
瓷片电容
104
C2
1支
15
印刷电路板
1块
16
电原理图及装配说明
1份
17
连接导线
若干
18
麦克风
18W
1个
19
二极管
IN4007
VD1
1支
三、课程设计实验原理
3.1实验电路图（如图一所示）
图一实验电路图
3.2CD4011工作原理
集成电路CD4011是一个包含4个与非门的CMOS电路（如图二所示），每个与非门有2个输入端一个输出端，与非门的特点是，输入端有低电平输出高电平，输入端全部高电平输出低电平，逻辑表达式为：
CD4011引脚图：
图二CD4011引脚图
CD4011真值表：
X
Y
Q
动作
0
0
?
禁止
0
1
1
设定
1
0
0
重置
1
1
不变
无
（1）当X=0、Y=0时，将使两个NAND门之输出均为1，违反触发器之功用，故禁止使用。
如真值表第一列。
（2）当X=0、Y=1时，由于X=1导致NAND-A的输出为”1”，使得NAND-B的两个输入均为”1”，因此NAND-B的输出为”0”，如真值表第二列。
（3）当X=1、Y=0时，由于Y=0导致NAND-B的输出为”1”，使得NAND-1的两个输入均为””1，因此NAND-A的输出为”0”，如真值表第三列。
（4）当X=1、Y=1时，因为一个””1不影响NAND门的输出，所以两个NAND门的输出均不改变状态，如真值表第四列。
3.3光敏电阻的工作原理
光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。
在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。
用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。
通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。
在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。
光照愈强，阻值愈低。
入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。
在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时，电流就会随光强的而变大，从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。
3.4报警器的工作原理
3.3.1声光报警器的概念
声光报警器其英文名称为audibleandvisualalarm，所谓声光报警器就是能同时发出声响和灯光信号的报警器。
声光报警器是一种用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种不会引燃易燃易爆性气体的报警信号装置。
3.3.2实验电路的工作原理
当声信号和光信号同时作用时，声信号通过MIC经瓷片电容104滤波后，再经三极管9014放大，从而使CD4011的2脚输入1（高电平）；而光信号则使光敏电阻的阻值增大，进而使电阻R3分得的电压减小，则1脚也输入1（高电平），由CD4011真值表得：
3脚输出1（高电平）。
3脚的输出为5脚和6脚的输入，即5脚和6脚均输入1（高电平），由真值表可得4脚输出1（高电平）。
4脚输出1（高电平）后，二极管IN4007导通，使8脚和9脚输入1（高电平），再由真值表得，10脚输出1（高电平），即12脚和13脚输入1（高电平），最后查真值表得11脚输出1（高电平），从而使BELL发出报警信号。
当声信号或光信号单独作用时，1脚和2脚输入的信号是不可能同时为1（高电平），则3脚输出的一定是1（高电平），依次类推，则4脚一定输出1（低电平），因此，二极管IN4007处于不导通状态，后续电路分析同上。
四、课程设计操作步骤
1、对照元件清单目录表检察元件是否齐全；
2、认识识别各种元器件以及认清所起作用；
3、学习声光报警器的工作原理；
4、按照电路图将元器件焊接在与之对应的位置处；
5、装配完毕后，通电进行测试，若各项功能齐全则进行下一步，若存在缺陷则用万用表进行检查并纠正；
6、作一些基本的调试；
7、把应该固定的地方牢固的封住；
8、检查验收。
9、焊接步骤：
1.去氧化膜
2.引脚吃锡（薄厚均匀且有一定厚度）
3.焊接（保证插入元器件的正负极正确，注意焊接时松香适量）
焊接技术：
1.焊点良好，牢固可靠，整洁可观，无毛刺
2.锡量适中，焊接实践不宜太长，2-3s为宜
3.尽量不出现虚、漏、假焊
注意事项：
1.剪引脚时不能破坏焊点。
2.焊接完成后，经仔细检查无虚、漏、假焊，并确保无短路状态后，通电调试。
3.三极管的引脚要插入正确。
4.将电位器、耳机插孔安装在指定位置，并用烙铁焊好。
要注意使电位器处于一个平面内。
5.最后将扬声器和电源线焊好。
6.检查焊接是否正确。
安装焊接完毕后，仔细对照电路图和电路板图核对每个元器件位置和引线极性，另外还要注意有无搭锡的地方。
五、课程设计心得
时间总是过得很快，经过一周的课程设计的学习，我已经自己能制作一个声光报警器，这其中的兴奋是无法用言语表达的。
学习模电这段时间也是我们一学期最忙的日子，不仅面临着期末考试，而且中间还有一些其他科目的实验，更为紧急的是，之前刚做完机械设计的课程设计，本周必须完成模电的课程设计。
任务对我们来说，显得很重。
过两天考试，为了尽快完成模电的课程设计，我一天也没歇息。
相关知识缺乏给学习它带来很大困难，为了尽快掌握它的用法，我照着原理图学习一步一步做，终于知道了如何操作。
刚开始我借来了一份声光报警器的电路原理图，但离实际应用差距较大，有些器件很难认识，后来到网上搜索了一下相关内容，顺便到学校图书馆借相关书籍，经过不断比较与讨论，最终敲定了声光报警器的电路原理图，并且询问了兄弟班关于元器件的参数情况。
为下步实物连接打好基础。
开始了我们的实物焊接阶段。
之前的电工实习让我简单的接触到了焊接实物，以为会比较轻松，但实际焊接起来才发现此次与电工实习中的焊接实物有很大的不同，要自己对焊板上元件进行布置和焊接电路元件连线，增加了很大的难度。
由于采用了电路板，为了使步线美观、简洁，还真是费了我们不少精力，经过不断的修改与讨论，最终结果还比较另人满意。
在每次的课程设计中，遇到问题，最好的办法就是问别人，因为每个人掌握情况不一样，不可能做到处处都懂，发挥群众的力量，复杂的事情就会变得很简单。
这一点我深有体会，在很多时候，我遇到的困难或许别人之前就已遇到，向他们请教远比自己在那冥思苦想来得快。
虽然最终实物做出来了，但这并不是我一个人做出来的。
通过这次课程设计，我明白了一个团队精神的重要性，因为从头到尾，都是大家集体出主意，来解决中间出现的各种问题。
从原理图的最终敲定，到最后实物的焊接与调试，这都是大家互相学习的结果，正是因为大家配合，每项工作都完成得很棒，衔接得很好，才使我们很快的完成了任务。
尽管现在只是初步学会了声光报警器设计，离真正掌握还有一定距离，但学习的这段日子确实令我收益匪浅，不仅因为它发生在特别的时间，更重要的是我又多掌握了一门新的技术，收获总是令人快乐，不是吗？
六、参考文献（资料）
[1]清华大学电子学教研组编.杨素行主编.模拟电子技术基础（第3版）[M]
北京：
高等教育出版社，2012年12月
[2]王港元主编.电子设计制作基础[M].南昌：
江西科学技术出版社，2011
[3]邱关源，罗先觉主编.电路（第5版）[M].北京:
高等教育出版社，2006
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