光线不足报警器论文.docx
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光线不足报警器论文
成绩：
分
电子工程系
课程设计报告书
课程设计名称
光线不足报警器
题目
学生姓名
专业
自动化
班级
08级1班
指导教师
刘玲
日期：
2010年7月x日
摘要：
光线不足报警器是主要由光敏电阻和555定时器为主要器件构成的一种电子产品；光线不足报警器的核心组成部分是555定时器，将定时器接成多谐振荡电路，组成信号产生电路。
光线不足报警器在黑暗或光线不足的情况下，利用光敏电阻的特性使多谐振荡电路产生输出信号，触发喇叭或是蜂鸣器发声，从而实现光线不足时电路自动报警功能。
关键字：
555定时器，光敏电阻，多谐振荡器
Abstract:
翻译你来干哈
Keywords:
目录
前言…………………………………………………………………………………………3
1.总体设计方案………………………………………………………………………4
1.1光线不足报警器方案………………………………………………………………4
1.2光线不足报警器仿真图……………………………………………………………5
1.3光线不足报警器原理图……………………………………………………………6
1.4光线不足报警器PCB图……………………………………………………………6
2.系统功能…………………………………………………………………7
3.设计总结…………………………………………………………………7
4.参考文献…………………………………………………………………8
5.附录………………………………………………………………………9
5.1元器件明细表……………………………………………………………9
5.2元器件功能及应用………………………………………………………10
5.2.2光敏电阻…………………………………………………………10
5.2.3NE555定时器……………………………………………………12
5.3光线不足报警器使用说明………………………………………………15
前言
当今社会是一个色彩的世界，都市夜晚的美景让人如痴如醉。
这些都是光线的功劳，它让黑暗变成光明，有黑暗的地方就有光。
那么人们就希望有能够自动感受光线,光线不足就会做出提示的东西，这样光线不足报警电路就应运而生，像在街上夜晚会自动亮起来的路灯。
我们本次课程设计所要做的就是一个光线不足报警器，讲述了电路各部分的设计原理及所能实现的功能,它要求要对各种基本的电子元器件，电阻、电容、二极管、三极管、定时器以及多谐振荡器等熟悉，掌握像PROTEUS仿真软件、PROTEL工具软件等绘图软件，并能加以运用。
光线不足报警器在市面上的产品已经非常的多，对于自己设计的这个电子产品也自知有许多的不足，但能首次设计自己的产品，并能在实现相同功能的基础上节约成本也是非常有意义的，还有助于提高自己的动手能力，丰富课余生活。
1.总体设计方案
1.1光线不足报警器方案
图1
光线不足报警器电路完成光线不足自动报警功能。
即光线改变时（光照强度减弱），光敏电阻阻值陡增，输入信号改变，555定时器改变输出信号，进而促使喇叭或是蜂鸣器发声，实现自动报警功能。
1.2光线不足报警器仿真图
图2
如图所示为光线不足报警器仿真电路。
该报警器的核心为振荡电路555定时器。
其输入信号受电阻R1、光敏电阻LDR1的控制，输出信号驱使扬声器LS1、发光二极管D1工作。
在调节电路时，首先将LDR1置于标准照度110勒克斯，此时电路不起振，扬声器LS1不发声。
细调LDR1，使光照变弱，当调到某一数值时，电路起振，扬声器发出“嘟……”声，然后再将光照调回一些，使电路刚好停振，该报警器就调好了。
对于本电路,当光线低于标准照度（110勒克斯）时，扬声器发出报警“嘟……”声，同时发光二极管D1点亮，以示光线太暗。
当光照度大于110勒克斯时，报警器不工作，即扬声器不发声，发光二极管不亮。
1.2光线不足报警器原理图
图3
1.3光线不足报警器PCB图
图4
2.系统功能
光线不足报警器的核心为振荡电路555定时器。
其输入信号受电阻R1、光敏电阻LDR1的控制，输出信号驱使扬声器LS1、发光二极管D1工作。
在调节电路时，首先将LDR1置于标准照度（大约110勒克斯），此时电路不起振，扬声器LS1不发声。
细调LDR1，使光照变弱，当调到某一数值时，电路起振，扬声器发出“嘟……”声，然后再将光照调回一些，使电路刚好停振，该报警器就调好了。
对于本电路,当光线低于标准照度（110勒克斯）时，扬声器发出报警“嘟……”声，同时发光二极管D1点亮，以示光线太暗。
当光照度大于标准照度时，报警器不工作，即扬声器不发声，发光二极管不亮。
即实现光线不足自动报警功能！
3.设计总结
经过两个星期的课程设计，留给我印象最深的是：
要成功的完成一个电子产品的制作，实属不易。
从漫无目的的收集资料到画原理图、仿真、画PCB板、电路板的制作、焊接元器件到最后调试等等一系列的过程，过硬的理论知识固然重要，但我认为更重要的是要有良好的团队协作能力，仅仅靠某一个人的力量是不行的，大家必须分工合作、各司其职、取长补短，凝聚众人的智慧。
更加深刻的体会到知识就是力量，团结就是力量！
虽然只是个简单的电子产品，但是它凝聚了我们小组六个人的智慧和汗水，是我们努力的成果。
个人感觉其功能还算比较完善，但仍有不足之处。
此次的设计并不奢望一定能成功，但一定要对已学的各种电子知识能有一定的运用能力，我做设计的目的是希望能检查下对所学知识的运用能力的好坏，并且开始慢慢走上创造的道路，这是非常可贵的一点。
4.参考文献
（1）专著、论文、学位论文、报告：
（2）期刊文章：
5.元器件功能及应用
5.1元器件明细表
元器件名称
数量
大小
NE555定时器
1
\
电容
3
C1
0.01uF
C2
47uF
C3
0.01uF
电阻
3
R1
27K
R2
100K
R3
1K
发光二极管
1
\
光敏电阻
1
\
扬声器
1
\
5.2元器件功能及应用
5.2.1光敏电阻
简介
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。
光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。
光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。
设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。
结构
通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。
当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内
光敏电阻外形图和电路符号
就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。
为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。
一般光敏电阻器结构如右图所示。
光敏电阻器通常由光敏层、玻璃基片（或树脂防潮膜）和电极等组成。
光敏电阻器在电路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示
主要参数与特性
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：
紫外光敏电阻器：
对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。
红外光敏电阻器：
主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。
锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
可见光光敏电阻器：
包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。
主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。
光敏电阻的主要参数是：
光敏电阻的实验图
（1）光电流、亮电阻。
光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。
（2）暗电流、暗电阻。
光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。
外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。
（3）灵敏度。
灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。
（4）光谱响应。
光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。
若将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响应的曲线。
（5）光照特性。
光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。
从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值开始迅速下降。
若进一步增大光照强度，则电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓。
在大多数情况下，该特性为非线性。
（6）伏安特性曲线。
伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，对于光敏器件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。
（7）温度系数。
光敏电阻的光电效应受温度影响较大，部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，而在高温下的灵敏度则较低。
（8）额定功率。
额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率，当温度升高时，其消耗的功率就降低。
5.2.2NE555定时器
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图2.9.1和图2.9.2所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。
发展
概述 是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名。
此电路后来竟风靡世界。
目前，流行的产品主要有4个：
BJT两个：
555，556（含有两个555）；CMOS两个：
7555，7556（含有两个7555）。
555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。
两个比较器C1和C2各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上。
此外还有输出级和放电管。
输出级的驱动电流可达200mA。
比较器C1和C2的参考电压分别为UA和UB，根据C1和C2的另一个输入端——触发输入和阈值输入，可判断出RS触发器的输出状态。
当复位端为低电平时，RS触发器被强制复位。
若无需复位操作，复位端应接高电平。
应用
555的应用：
（1）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等；
（2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路；
如右图，
振荡周期：
T=0.7（R1+2R2）C
（3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。
555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。
四川师范大学成都学院
电子工程系
课程设计考核表
课程设计名称
电子技术课程设计
课程设计题目
学生姓名
年级
专业
学号
指导教师
职称
实验指导教师
评语：
课程设计成绩：
（理论设计）+（实验）=（总成绩）
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