光电式报警器.docx

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光电式报警器

三峡大学选修课程考试

课程名称光电技术基础

选修时间2013-2014春季学期

学分2

考生姓名

院系理学院光信

学号

成绩

2013年5月

目录

一总体电路设计3

二光电报警器原理介绍3

1光电转换电路4

2数字显示电路5

3声光报警模块6

4总电路图7

三Proteus电路仿真7

四附录11

一总体电路设计

本电路由3部分组成：

光电转换电路、数字显示电路、声光报警电路。

设计双光路结构，通过光照光敏三级管输出高低电平来控制74LS247显示数字是哪路被挡，数码管显示被遮挡的路数，无遮挡时数码管显0，1路被遮挡时数码管显1，2路被遮挡时数码管显2，同时被遮挡时数码管显3。

当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警。

光电式报警器框图

二光电报警器原理介绍

当两路电路都没有被遮挡的时候，光耦是导通的，即光耦上端两端电压都为低，然后经过74LS32或门以后的总的电压为低，低电压与555定时器的管脚4相连，RS触发器使得555输出一直为低，不能驱动蜂鸣器响，故不会响铃，同时光耦上端的的低电平信号与74LS247中的1、7脚输入的信号，输出的信号通过共阳数码管显示为0。

当光耦有其中一路被遮挡后，挡住的光耦不能短路，处于断开，两个光耦上端的点平有一个为高，另一个为低，然后经过74LS32或门以后的总的电压为高，高电压与555的管脚4相连，使得555能够正常工作，产生1.23KHZ的矩形脉冲，使蜂鸣器会响铃。

同时光耦上端的的高、低电平信号与74LS247中的1、7（7、1）脚输入的信号，输出的信号通过共阳数码管显示为1、2。

当两路光耦都被遮挡的时候，光耦就会都不导通，光耦在截止状态，即光耦上端两端电压都为高，然后经过74LS32或门以后的总的电压为高，低电压与555的管脚4相连，使得555输出一直为矩形脉冲，驱动蜂鸣器响，故会响铃，同时光耦上端的的高电平信号与74LS247中的1、7脚输入的信号，输出的信号通过共阳数码管显示为3。

1光电转换电路

光电转换采用光耦，光耦内由发光二极管和光敏三极管构成：

采用5V直流供电，为防止光耦烧坏，应该在二极管串联一个510Ω电阻。

同时挡光的用具可以使用不透明的纸张，光耦中的小功率的发光二极管正常工作电流在10mA～30mA范围内，根据欧姆定律，由I=U/R，U=5V，10mA

当接通电源的时候，发光管发光，光敏三极管的基极电流增加，发射结的电压增大，当超过三极管的导通电压（一般为硅管为0.7V，锗管为0.3V左右）时，三极管就会导通，当基极电流继续增加时，三极管会饱和导通，此时三极管相当于工作在开关的闭合状态，B点相当于直接接地，所以B点输出为低电平“0”。

当一旦有东西遮在发光管和光敏三极管中间时，三极管的发射结电压降低，达不到它的导通电压，三极管截止，此时相当于工作在开关的断开状态，B点电势接近电源电压即为高电平“1”。

2数字显示电路

此模块由SN74LS247N及共阳数码显示器组成，74LS247驱动共阳数码管工作。

74LS247的2，6脚因无输入，故接低电平，3，4，5脚接高电平，而1,7脚则与光电转换模块中光敏三极管输出的连接。

此时74LS32正常工作，驱动共阳数码显示器工作，以显示数字0到3。

译码显示电路如下：

实现A,B,C和D为低电平，数码管显示0。

只有当A为高电平显示1。

只有当B为高电平显示2。

A,B为高电平则显示3。

3声光报警模块

光报警选择发光二极管，声音报警选择蜂鸣器。

如果要求发出间歇式的报警，则肯定要求驱动蜂鸣器和发光二极管的信号为稳定的方波，即为有固定周期的高低电平，因此采用由555构成的多稳态触发器。

4总电路图

三Proteus电路仿真

1当两路没有被遮挡时，光耦导通，输出低电平，数码管显示0，蜂鸣器不报警，如图

2当1路被遮挡，2路没被遮挡时，数码管显示1，蜂鸣器报警，如图

3当2路被遮挡，1路没被遮挡时，数码管显示2，蜂鸣器报警，如图

4当两路都被遮挡，数码管显示3，蜂鸣器报警，如图

四附录：

74LS247管脚图\

74LS247真值表