电工电子课程设计报告报告模板doc.docx
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电工电子课程设计报告报告模板doc
电工电子技术课程设计
题目：
非法入侵报警电路设计
班级：
14机设5班
学号：
：
×××
指导：
金光浪教师
时间：
2016年12月×日
瓷大学
电工电子技术课程设计任务书〔此页不用打印上交〕
：
×××班级：
14机设5班指导教师：
金光浪教师
设计课题：
非法入侵报警电路设计
设计任务与要求
设计一个非法入侵报警电路，根据电路的功能，完成以下任务：
1、说明电路由几个局部组成，并用方框图对它进展整体描述；
2、对电路的每个局部分别进展单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他局部电路的关系等等；
3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、等信息；
4、对整体电路原理进展完整功能描述；
5、列出标准的元件清单。
设计步骤
1、查阅相关资料，开场撰写设计说明书；
2、先给出总体方案并对工作原理进展大致的说明；
3、依次对各局部分别给出单元电路，并进展相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他局部电路的关系等等说明；
4、列出标准的元件清单；
5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；
6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
参考文献
仅供参考：
【1】曾煌；电工学简明教程；高等教育；2007.6
【2】王澄非；电路与数字逻辑设计实践；东南大学；1999.10
【3】银华；电子线路设计指导；航空航天大学；2005.6
【4】振振；数字电路逻辑设计；理工大学；2000.1
【5】高桔祥；电子技术根底实验与课程设计；电子工业；2002.2
【6】康光华；电子技术根底〔第五版〕；：
高等教育；2006
【7】朱红永勇王博；555定时器构成的报警电路设计；海军士官学校根底部, 233012；2009年增刊
【8】健；555定时器及其应用；师大学物理科学与技术学院110000
【9】黄晓春；555定时器原理及应用；省英山理工中专
【10】辉；555定时器在定时控制电路中的应用研究；西北师大学物理与电子工程学院730070
1.总体方案与原理说明.............................4
2.稳压电源电路.............................5
3.控制电路..................................6
4.声报警电路..................................7
5.光报警电路..................................8
6.总体电路原理相关说明.............................9
7.总体电路原理图.............................10
8.元件清单；..................................11
9.参考文献...................................12
10.设计心得体会...........................13
1.总体方案与原理说明
在现实生活中，我们经常会在家中遇到警情，比方有人入室偷窃，因此设计一个家用非法入侵报警系统，报警电路发出警笛声和警灯的周期闪烁；警笛音量和警灯闪烁时间均可调；警灯用220伏灯泡，警笛用8欧、2瓦扬声器。
图1报警电路方框图
如图1所示，220V的交流电经过变压器后，电压到达一个符合要求的幅值，再经过整流电路，交流电压变成脉动的直流电压。
由于次脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。
为了使电路输出稳定，在整流和滤波后加上一个稳压电路。
稳压电路的输出，即可当作直流电压源使用，为后面的控制电路和报警电路提供直流电压。
当触发控制电路后，有一个脉冲输出到声报警电路和光报警电路，从而使扬声器发出声报警信号、灯泡闪烁。
整个电路就是这样产生报警的。
防盗报警器的关键局部是报警控制电路，由控制电路控制声、光报警信号产生。
控制电路可采用运算放大器、单稳态触发器或者逻辑门等部件进展控制。
较简单的方法是采用三极管控制，无偷盗情况时，是三极管处在截止状态，那么被控制的声、光信号产生电路不工作；一旦有偷盗情况，立即使三极管导通，被控制的声、光产生电路产生声、光报警信号，呼叫人采取相应措施。
但是，一种更好的方法是采用单稳态触发器，它不仅能够控制信号产生电路的工作，而且能够控制信号产生的时间，使报警信号能够在发出一段时间后自动消失。
采用NE555时基电路和组容元件组成音调振荡器和控制警光的振荡器，控制器输出信号Vo控制其工作，通过改变接入555震荡电路的电阻，可以改变输出信号的频率，从而调节警笛音量和警灯闪烁时间。
2.稳压电源电路
图2稳压电源局部原理图
图2中TF为电源变压器，它的作用是将交流电网电压U1变成整流电路要求的交流电压
。
四只整流二极管接成电桥的形式，在任意时刻都只有其中两只是导通的，其余两只截止，故能将输出信号变成脉动的直流电压.由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容在电源供应的电压升高时，能把局部能量存储起来，而当电源电压降低时，就把电场能量释放出来，使负载电压比拟平滑，从而起到滤波作用。
经过滤波的电压输入到稳压管7812后，输出即可得到稳定的12V直流电压。
滤波电容C1、C2一般选取几百～几千微法，这里取100uF。
当稳压器距离整流滤波电路比拟远时，在输入端必须接入电容器C3〔数值为0.33μF〕，以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。
输出端电容C4（0.1μF）用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应。
3.控制电路
图3控制局部原理图
如图3所示，S1为控制开关，即为报警器设防点。
555定时器构成了一个单稳态触发器，非法入侵报警就是利用这个单稳态触发器电路控制报警信号。
没有触发信号时，即开关断开，输入2端的电压U2处于高电平，输出端U3为低电平。
当有人〔窃贼〕不小心碰到了开关，致使开关闭合，从而使输入端短接接地。
输入为低电平时，输出U3为高电平，即产生了一个控制信号。
输出高电平的脉冲宽度tw是由电阻R2和电容C2决定的。
图4单稳态电路局部输出波形
通常R2的取值在几百欧到几兆欧之间，电容取值为几百皮发到几百微发。
实际中要求报警信号产生30秒左右即可，也就是说脉冲宽度为30秒。
所以电容取30uF时，电阻值为：
。
4.声报警电路
图5声报警局部原理图
555集成芯片共有八个引出端：
1端〔地GND〕，2端〔触发TRIG〕，3端〔输出OUT〕，4端〔复位RESET〕，5端〔控制CVOLT〕，6端〔阈值THOLD〕，7端〔放电DISCHG〕，8端〔电源VCC〕。
其功能为：
当6，2同时为“1〞时，输出3端为“0〞；当6，2同时为“0〞时，输出3端为“1〞；当6端为“0〞时，2端为“1〞，输出3端不变；反之，6端为“1〞时，2端为“0〞，输出3端不变。
如图5，控制信号通过555定时器的4输入端接入声报警电路。
这里555定时器构成了多谐振荡器，当555的4输入端有高电平输入时，输出就可以得到一个周期性的矩形波。
矩形波输入到扬声器，从而使扬声器发出声报警信号。
可以通过调节R1的值改变输出波形的频率，即调节报警音量。
取C2=0.22uF，R2=2.4k。
多谐振荡电路的振荡频率为使扬声器正常工作，频率
应控制在f>0.5kHz,因此R1<8.2k，即电位器R1的调节围为〔0～8.2k〕。
5.光报警电路
图6光报警原理图
多谐振荡局部原理同声报警电路。
在图6中q1为二极管，v1为电源，DS1为灯泡，当有人〔窃贼〕不小心碰到开关时555的3端输出高电平后，使光电耦合器的发光二极管发光，耦合器左边电路导通，从而加了一个高电平给可控硅晶闸管的控制端，使晶闸管导通，灯泡闪烁发光，发出光报警；当没有人碰到时，发光二极管不发光，二极管q1处于截止状态，电路不导通，没有电流通过，灯泡不发光。
为使人眼能够分辨出光的闪烁，最好谐振频率在10Hz以下。
根据
，
取10k,
=0.22uF,可得电位器
的值应大于630k。
6.总体电路原理相关说明
在稳压电源电路中的四只整流二极管接成电桥的形式，在任意时刻都只有其中两只是导通的，其余两只截止，故能将输出信号变成脉动的直流电压。
由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容在电源供应的电压升高时，能把局部能量存储起来，而当电源电压降低时，就把电场能量释放出来，使负载电压比拟平滑，从而起到滤波作用。
经过滤波的电压输入到稳压管7812后，输出即可得到稳定的12V直流电压。
在控制电路中的555定时器构成了一个单稳态触发器，利用这个单稳态触发器电路控制报警信号。
没有触发信号时，即开关断开，输入2端的电压U2处于高电平，输出端U3为低电平。
当有人〔窃贼〕不小心碰到了开关，致使开关闭合，从而使输入端短接接地。
输入为低电平时，输出U3为高电平，即产生了一个控制信号。
在声报警电路电路中的555定时器的4输入端有高电平输入时，输出就可以得到一个周期性的矩形波。
矩形波输入到扬声器，从而使扬声器发出声报警信号。
在光报警电路中的555定时器的3端输出高电平后，使光电耦合器的发光二极管发光，耦合器左边电路导通，从而加了一个高电平给可控硅晶闸管的控制端，使晶闸管导通，灯泡闪烁发光。
电路用220V的交流电经过变压器后，电压到达一个符合要求的幅值，再经过整流电路，交流电压变成脉动的直流电压。
由于次脉动的直流电压还含有较大的纹波，在通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。
在整流和滤波后加上一个稳压电路，以输出稳定电流。
稳压电路的输出，即可当作直流电压源使用，为后面的控制电路和报警电路提供直流电压，输出直流电压+12V。
为后面三个555芯片提供直流电压。
在无偷盗情况时，三极管处在截止状态，那么被控制的声、光信号产生电路不工作；当小偷不小心碰到开关使开关闭合，由U2构成的单稳态触发器电路产生一个高电平脉冲，U3的4端接收到高电平后，产生多谐振荡并将信号输出到扬声器，产生声音报警。
U4产生多谐振荡激发U5光电耦合器导通，使可控硅导通，从而使灯泡闪烁发光，产生光报警。
7.总体电路原理图：
8.元件清单
序号
名称
元件标号
型号
数量
1
电阻
R1
20k
1
2
电阻
R2
910k
1
3
电阻
R6
10k
1
4
电阻
R7
1k
1
5
电解电容
C1、C3
100uF
2
6
电容
C2
0.33uF
1
7
电容
C4
0.1uF
1
8
电容
C5
30uF
1
9
电容
C6、C7、C9
0.01uF
3
10
电容
C8、C10
0.22uF
2
11
开关
S1
SWSPST
1
12
扬声器
LS1
——
1
13
电位器
R3、R5
——
2
14
555定时器
U3、U4
——
2
15
灯泡
DS1
220V、100W
1
16
光电二极管
U5
——
1
17
变压器
TF1
——
1
18
整流桥
D1-D4
IBQ40
1
19
可控硅
Q1
2N681
1
20
稳压管
U1
78L12
1
9.参考文献
【1】曾煌；电工学简明教程；高等教育；2007.6
【2】王澄非；电路与数字逻辑设计实践；东南大学；1999.10
【3】银华；电子线路设计指导；航空航天大学；2005.6
【4】振振；数字电路逻辑设计；理工大学；2000.1
【5】高桔祥；电子技术根底实验与课程设计；电子工业；2002.2
【6】康光华；电子技术根底〔第五版〕；：
高等教育；2006
【7】朱红永；勇王博；555定时器构成的报警电路设计；海军士官学校根底部, 233012；2009年增刊
【8】健；555定时器及其应用；师大学物理科学与技术学院110000
【9】黄晓春；555定时器原理及应用；省英山理工中专
【10】辉；555定时器在定时控制电路中的应用研究；西北师大学物理与电子工程学院730070
10.设计心得体会
一个星期很快就过去了，虽然只有短短的一周，但我知道了非法入侵报警电路是怎样设计出来的，并知道了它的原理，现在我可以自豪的说给我原件我可以自己做一个非法入侵报警电路。
刚开场找到题目并从网上找到了相关要实现的容和根本的原理，经过一周的时间我不断从网上、图书馆、课本查找相关的容，不断扩大我的知识，加强了我的薄弱的知识点，从中学到了很多知识，概而言之，主要可以归纳为以下几点：
第一，加深了对课本知识的理解。
激发了学习的积极性。
我以前上理论课时，总是不太重视，以为这些书本上的东西离现实太远了。
其实，这些知识正是我们在日常生活中经常用到的，电子技术的知识无处不在。
通过这次课程设计，我真正认识到了学好专业知识的重要，相信以后会在这方面我会更加重视的。
第二，这次实验设计使我对555定时器的原理及其应用有了更深的认识，知道了它的作用。
第三，通过课程设计，加深对相关课程根底知识与根本理论的理解和掌握，培养学生综合运用所学知识的能力，并增强解决实际问题的能力。
增强理论分析、设计计算、制图标准与规、查阅设计手册与资料的能力，同时加强我们的计算机的应用能力，使我的动手能力有了很大的提高。
最后，也是很重要的一点，就是要理论联系实际。
任何理论，只要脱离了现实，都是空洞无说服力的。
实现一个设计目的往往有多种方案，要从环境和条件、工艺和本钱、稳定性和可靠性、操作的便利性和响应的快速性等方面全面比拟、综合考虑，从中优选出最正确方案。
电路根本原理图绘制好后，对于元件的选择，一定要考虑实际工作情况。
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