电子电路设计及Protel应用电话自动报警器.docx

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电子电路设计及Protel应用电话自动报警器

毕业设计（论文）报告

题目:

电子电路设计及Protel应用—电话自动报警器

系别机电工程系

专业电气自动化

班级

姓名

学号100061565

指导教师

2009年4月

无锡科技职业学院

电话自动报警器电路设计

摘要：

伴随着高科技的发展，各式各样的自动化的设备层出不穷，人民的生活也丰富多彩。

高科技不仅能创造新的生活,还可以更好的服务我们的生活.现在许多地方都需要安装防盗报警设备，特别是人员需要经常外出的地方，更需要电话具有自动报警功能，,本设计旨在防范一切家庭安全隐患,为我们创造美好生活保驾护航！

关键词：

报警器自动电话

Abstract:

Alongwiththedevelopmentofhigh-tech,automatedequipment,awiderangeofstyles,richandcolorfullifeofthepeople.Hightechnologycannotonlycreateanewlife,butalsoabetterservicetoourlives.Nowalotofplacesneedtoinstallanti-theftalarmdevice,inparticular,oftenneedaplacetogooutandneedtophonewithautomaticalarmfunction,thedesignaimsallfamiliesinthepreventionofpotentialsafetyproblems,tocreateabetterlifeforourescort!

Keywords：

Alarmautomatictelephone

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1前言·····································································································································································3

1.1电话报警器的发展背景·····················································································3

1.2研究本课题的意义和目的·················································································52电话自动报警器电路的组成···············································································································5

2.1报警信号检测控制·····························································································5

2.2拨号程序控制电路·····························································································6

2.3拨号执行电路·····································································································6

2.4电路工作原理·····································································································83元器件·····························································································································································11

3.1元件选择···········································································································11

3.2元件的介绍·······································································································11

3.3集成块原理及其功能·······················································································144电路的调试···················································································································································175使用注意事项·············································································································································18附录1····································································································································································19附录2····································································································································································20谢词········································································································································································21参考文献：

························································································································································21

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1前言

1.1电话报警器的发展背景

从目前来看，报警产品主要应用于报警中心以及智能小区，未来的主要市场还是这两部分。

随着“平安城市”这样大规模的城市报警与监控系统建设，报警中心也获得了很好的发展机会；而智能小区则随着智能家居概念的产品化已经获得人们的初步认识。

地方法律、法规的出台对报警产品的应用也是一个很好的促动，只不过现在还处于发展初期，2008年应该是中国经济发展的一个高峰期，也是技防产品应用的一个高峰期。

无线报警产品市场将会更快增长，部分产品将会随着无线技术的发展而应用到专业市场领域，这部分市场的应用其利润要高过正常的工程领域的应用！

国内市场的一个现实情况也是与国外市场最不同的地方：

无线报警产品正在向消费电子方面渗透，在中国会不会成为新一代的消费电子产品，从而使报警产品由专业市场向大众市场过渡，反过来再影响专业市场！

相信在不久的将来，这一假想就有变为现实的可能！

在深圳，已经有安防企业开始注重户外广告投放，中国各地“平安城市”工程大规模启动，实际工程量有多少没有定论，但是媒体的宣传作用已经为安防行业的市场教育工作打下良好基础。

人们通过媒体开始更多了解安防、接触安防、应用安防技术和产品，从另外一个层面讲：

平安工程的意义在于极大地刺激了国内安防产品市场需求，唤醒人们安全消费意识！

中国安防市场需求量的暴发性增长就是对这种情况的最好解释！

对报警产品而言，很多企业销售额明显增加，咨询报警技术的人员越来越多，都说明行业正在强劲的发展！

总体来看：

中国的报警行业还处于初级阶段，市场需求空间很大，关键点在于如果在合适的时间、以合适的方式、合适的产品来启动这个市场。

产品线与市场策划处于重要的地位，“天时、地利、人和”将是启动市场的关键因素。

如果单纯的继续采用传统的销售方式来启动报警市场，报警企业难以施展拳脚！

可以说不久的将来，报警的核心地位将会引起更多厂家重视，尤其是如果作为引爆国内消费电子市场最适合的产品，带来的结果将是专业产品应用大众化，反过来影响专业市场使用者的选择！

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很多国内报警企业已经开始从事监控产品的生产，已经是行业的一个预警信号！

会不会凭借报警产品的渠道以及影响力，带动其他安防类产品的销售，让我们拭目以待。

1963月10日年亚历山大·贝尔发明了电话机以后，电话机已经成为生活必需品。

贝尔（A.G.Bell）发明的电话机是与众不同。

超越了很复杂的莫尔斯电码方式，发展到一般老百姓都很容易的使用程度。

贝尔发明的电话是1：

1方式的，可是随着新素材的开发，交换技术的发达，传呼方式的变化和因特网电话的发展等，经过了近代机械文明的发达已经成为了现社会的生活必需品。

最初的电话机是叫交换人用途的微型发电机和电池构成的磁石式电话机，需要打电话用手发动磁石发动机先叫交换人以后才能传呼对方的方式。

后来，1877年爱迪生（T.E.Edison）发明了碳素送话器和诱导线路后通话距离延长了。

同一年又发明了共电式电话机。

1891年终于发展到A.B.Strowger发明了自动式电话机。

我国最初的电话机是1882年从中国带来的。

后来1896年宫殿内最初安装了磁石式电话机。

后来1902年开通了汉城到仁川的电话线以后一般的老百姓可以使用电话。

1908年和1935年采用共电式电话机和自动式（机械式）电话机以后我国电话很快发展了。

可是那时候的电话都是日本人和有钱人的专用道具。

1962年，殖民地时代导入的日制电话机和美军政时导入的美制电话机带来了很多先进的技术后我们终于开发了我们自己的电话机“电信1号”系列。

磁石式，共电式，自动式共有3种方式构成我国最初生产的“电信1号”的开发对我国来说带来了很大的意义。

1973年开发了“电信1号”改善的“电信70号”系列以后，我国电话机的发展到，1981年把电话国家分配给国民的方式改成各个人自己购买制度。

到了1980年代开通“电子式交换机”后，电话机的用途不仅是传达声音的道具，而形成了信息通信系统。

（来源：

）

磁石电话机是世界上最早投入使用的电话机。

纵观它100多年的发展历史，除去制作材料的不同，有木质、铜质、铸铁、不锈钢及胶木等，类型有墙式机、台式机和便携式机几大类，其中最重要的类别就在于手摇发电机的摇柄所处的位置不同。

依笔者所见，它可以分为两个大类：

一类是我们常见的——摇柄在话机右侧；另一类则是我们不常见的——摇柄置于话机前面中央处。

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由于后者存世的机型不多，数量少得可怜，以至世人所知甚少。

尽管如此，该类电话机在电话机早期发展中的历史地位是不容置疑的，它的收藏价值也早已被电话机收藏爱好者看好。

1.2研究本课题的意义和目的

安全是人类生存的基本条件,主要包括生命安全、财产安全和社会安全。

随着社会主义市场经济的不断发展，特别是美国9-11恐怖事件以来，经历抗击“非典”考验，人们对安全保障的要求越来越强烈。

用当今世界上最先进的安全防范技术，竭诚为社会服务，确保公共安全，保护人民生命财产，这是时代赋予的重任。

保护人民安全，是现代科学技术得以发挥威力的重要领域。

因此，全社会迫切需要利用先进的安防技术，对突发的异常事件和安全方面的隐患进行预防。

多年来，安全防范技术工作，作为社会公共安全的重要内容，在预防和打击犯罪，维护社会稳定方面发挥了积极的作用。

2电话自动报警器电路的组成

2.1报警信号检测控制

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AB两端为报警信号输入端，当有盗情信号发生时，B端输入高电平，C1、C2充电，N1输出低电平，N2输出转为高电平，IC2、IC3得电工作，电路启动。

2.2拨号程序控制电路

IC2被复位，Q0端为高电平，此电平会开启IC3的③、④脚电子开关，但此时电话机的免提开关没有被开启，电话还不会进入拨号状态。

D5反偏，失去对N3的控制，C3开始充电，过2秒后，N4输出高电平，分三路对电路进行控制：

第一路利用C6两端电压不能突变原理，送出一个脉冲给IC3的⒀脚。

电子开关①、②脚导通一次，将话机的免提功能打开，准备拨号（此时D4已将话机免提功放基极短路，使喇叭不发声，T1则短路面板上的发光二极管，使之熄灭。

喇叭不发声，面板也无光）；

2.3拨号执行电路

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第二路因R9、C4的延时作用（设定为1秒），在免提键打开稍后，IC2的（14）脚也得到触发，IC2计数1次，Q1输出高电平，给C9充电，IC3（6）脚得到高电平脉冲，（8），（9）脚导通一次，电话机内被存储的第一组呼叫号码被提取播出。

之后等待时间约为47秒（也就是N4振荡时输出高电平时间减去C4充电和拨号时间）。

第三路经R9使T2、T3导通，供给警声集成块静态电源，也经R22、D15为C11蓄能，保障IC2、IC3启动后稳定工作。

报警器未启动时，C16经D13充有6.7V电压，维持N6输出低电平。

在被叫手机或电话接听时，电信局交换机将报警电话外线极性交换，此极性变化被T5检测到，T5导通对C16放电。

由于打开免提时外线电压下降，不能使D13导通，所以C16放电后N6的输出端将一直保持高电平。

此高电平一方面触发警声块向电话外线发出报警信号，信号输出时间长短由R20、C13决定；另一方面控制N3、N4停振，使N4继续输出高电平不变，IC2不在播出下一组号码，而接听者在警声停止后可以监听现场动静，随时挂机，报警电话外线路将呈占线状态，直至警情解除和C1、C2放电完毕，电路才会自动复位。

报警器播出第一组号码47秒内无人接听或不通，N6不翻转，N3、N4继续保持振荡状态，N4输出2秒低电平（电路主要各点示意波形见图2），T2、T3截止，C4经R8快速放电。

C7的充电使N5输出高电平脉冲，电子开关IC3

（1）、

（2）脚再次导通，免提被关闭，实现挂机一次。

2秒后振荡器N4又输出高电平，C6的充电又使免提功能打开，原理同拨第一组号码时相同，只不过播出的是第二组号码（Q2输出高电平）。

如果还无人接听，电路将拨第三组号码，（7）脚（Q3）的导通使IC2复位，Q0为高电平，与之对应的电子开关IC3的（3）、（4）脚接通。

拨各组号码都不成功时，报警器就一直循环拨打这些号码，循环次数的多少由C2容量的大小来决定。

2.4电路工作原理

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电路如图一所示，该电路由报警信号检测控制、拨号程序控制、拨号执行电路、摘机检测控制、警声发生器等5部分组成。

整机电源由电话外线提供，待机时，外线C、N端整流后的+48V电压经R3为C11充电，并稳压在6V，供IC1（N1~N6）工作。

无警情时，其他各部分电路均不耗电。

N3和N4组成周期约52秒（输出端高电平50秒，低电平2秒）的超低频振荡器，R0为报警头待机等效电阻，由于C1和C2的作用，N2输出稳定的低电平，关闭IC2和IC3的电源，D5将N3的输入端电位下拉，N4输出为低电平，N5输入端为高电平，是D9反偏，IC2和IC3不工作。

AB两端为报警信号输入端，当有盗情信号发生时，B端输入高电平，C1、C2充电，N1输出低电平，N2输出转为高电平，IC2、IC3得电工作，电路启动。

IC2被复位，Q0端为高电平，此电平会开启IC3的③、④脚电子开关，但此时电话机的免提开关没有被开启，电话还不会进入拨号状态。

D5反偏，失去对N3的控制，C3开始充电，过2秒后，N4输出高电平，分三路对电路进行控制：

第一路利用C6两端电压不能突变原理，送出一个脉冲给IC3的⒀脚。

电子开关①、②脚导通一次，将话机的免提功能打开，准备拨号（此时D4已将话机免提功放基极短路，使喇叭不发声，T1则短路面板上的发光二极管，使之熄灭。

喇叭不发声，面板也无光）；

第二路因R9、C4的延时作用（设定为1秒），在免提键打开稍后，IC2的（14）脚也得到触发，IC2计数1次，Q1输出高电平，给C9充电，IC3（6）脚得到高9

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电平脉冲，（8），（9）脚导通一次，电话机内被存储的第一组呼叫号码被提取播出。

之后等待时间约为47秒（也就是N4振荡时输出高电平时间减去C4充电和拨号时间）。

第三路经R9使T2、T3导通，供给警声集成块静态电源，也经R22、D15为C11蓄能，保障IC2、IC3启动后稳定工作。

报警器未启动时，C16经D13充有6.7V电压，维持N6输出低电平。

在被叫手机或电话接听时，电信局交换机将报警电话外线极性交换，此极性变化被T5检测到，T5导通对C16放电。

由于打开免提时外线电压下降，不能使D13导通，所以C16放电后N6的输出端将一直保持高电平。

此高电平一方面触发警声块向电话外线发出报警信号，信号输出时间长短由R20、C13决定；另一方面控制N3、N4停振，使N4继续输出高电平不变，IC2不在播出下一组号码，而接听者在警声停止后可以监听现场动静，随时挂机，报警电话外线路将呈占线状态，直至警情解除和C1、C2放电完毕，电路才会自动复位。

报警器播出第一组号码47秒内无人接听或不通，N6不翻转，N3、N4继续保持振荡状态，N4输出2秒低电平（电路主要各点示意波形见图2），T2、T3截止，C4经R8快速放电。

C7的充电使N5输出高电平脉冲，电子开关IC3

（1）、

（2）脚再次导通，免提被关闭，实现挂机一次。

2秒后振荡器N4又输出高电平，C6的充电又使免提功能打开，原理同拨第一组号码时相同，只不过播出的是第二组号码（Q2输出高电平）。

如果还无人接听，电路将拨第三组号码，（7）脚（Q3）的导通使IC2复位，Q0为高电平，与之对应的电子开关IC3的（3）、（4）脚接通。

拨各组号码都不成功时，报警器就一直循环拨打这些号码，循环次数的多少由C2容量的大小来决定。

电路中复位键作用有两个：

1，盗情发生且电话接通后，按下K使T4导通，C16充电，D12截止。

C2经D2放电，D5对电平的下拉使N4输出转为低电平，C6的充电打开电子开关

（1）、

（2）脚，关闭已启动的免提功能，T2、T3截止，外线电压回升到待机值，为下一轮报警做准备；2，C11快速上电，使电路短时进10

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入状态，一般在电路刚安装时起作用

3元器件

3.1元件选择

元件选择：

所有元件都用小型化的，电容1uF以下的用瓷片或涤纶电容，1uF~10uF用钽电解电容，漏电要极小，二极管的反向电阻在10MΩ以上。

微型复位开关在电话机侧面开口装上。

警声集成块可以用四声片的任意一款音乐片代替，最好是警铃声的。

3.2元件的介绍

3.2.1二极管原理及其功能

⑪二极管单向导电性：

⑫二极管的正向特性：

在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1，硅管小于0.5伏），管子不导通处于“死区”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧增加（见曲线Ⅰ段）。

不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。

⑬反向特性：

二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线Ⅱ段）。

不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反响电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。

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⑭击穿特性：

当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿（见曲线Ⅲ段）这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。

⑮频率特性：

由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。

导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频状况下工作。

⑯二极管的的主要参数

a最大整流电流IF：

是指管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。

因为电流通过PN结要引起管子发热，电流太大，发热量超过限度，就会使PN结烧坏。

b反向击穿电压VBR：

指管子反向击穿时的电压值。

击穿时，反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至因为过热而烧坏。

一般手册上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半，以确保管子的安全运行。

c反向电流IR：

指管子未击穿时的反向电流，其值越小，则管子的单向导电性越好。

由于温度增加，反向电流急剧增加，所以在使用二极管时要注意温度的影响。

d极间电容CJ：

二极管的极间电容包括势垒电容和扩散电容，在高频运用时必须考虑结电容的影响。

二极管不同工作状态，其极电容产生的影响效果也不同。

3.2.2稳压二极管的伏安特性：

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稳压二极管的主要参数:

a稳定电压VZ：

稳定电压就是稳压二极管在在正常工作时，管子2端的电压值。

这个数值随工作电流和温度的不同略有改变，既是同一型号的稳压二极管，稳定电压值也有一定的分散性。

b耗散功率PM：

反向电流通过稳压二极管的PN结时，要产生一定的功率损耗，PN结的温度也将升高。

根据允许的PN结工作温度决定出管子的耗散功率。

通常小功率管约为几百毫瓦至几瓦。

c稳定电流IZ、最小稳定电流IZmin、大稳定电流IZmax

稳定电流：

工作电压等于稳定电压时的反向电流；

最小稳定电流：

稳压二极管工作于稳定电压时所需的最小反向电流；

最大稳定电流：

稳压二极管允许通过的最大反向电流。

3.2.3三极管原理及其功能

⑪三极管的分类方法

a按材质分有：

硅管、锗管

b按结构分有：

NPN、PNP

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c按功能分有：

开关管、功率管、光敏管等

d按消耗功率的不同分有：

小功率管、中功率管、大功率管

⑫对一些三极管的简述：

a低频小功率三极管：

一般指特征频率在3MHZ以下，功率小于1W的三极管，一般作为小信号放大用。

b高频小功率三极管：

一般指特征频率大于3MHZ，功率小于1W的三