霍尔式防盗报警器.docx
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霍尔式防盗报警器
职业技术学院课程
设计（论文）
霍尔式防盗报警器
姓 名：
指导教师：
专业名称：
所在系部：
2011年5月
一、设计任务及要求：
设计任务：
完成霍尔防盗报警器的设计与制作
要求：
1、选择性能稳定的555电路
2、根据电路要求选择灵敏度高的霍尔元件
3、设计的产品报警器灵敏度要高、安装方便、性能要稳定
指导教师签名：
2011年3月20日
二、指导教师评语：
指导教师签名：
2011年5月20日
三、成绩
2011年6月10日
摘要:
随着社会的发展总是有些不法分子为了别人的财产，入室抢劫造成人员伤亡，采取一些防范措施就可以减少这种伤害的发生，报警装置在我们日常生活应用中也非常广泛，这里我们就讨论霍尔式防盗报警器<内容不全，可上网搜索>
关键字：
霍尔传感器，555单稳态触发器，
1、555定时器器简介·················································5
2、555单稳态触发器电路图···········································9
3、霍尔效应及霍尔传感器原理图·····································11
3.1传感器的一些基本参数
3.2开关型霍尔传感器介绍
4、霍尔式防盗报警器介绍···········································14
4.1霍尔式防盗报警器原理图
4.2元件选取
5、总结···························································15谢辞······························································16
1、555定时器简介
简介
555定时器
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。
它的各个引脚功能如下：
1脚：
外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：
外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。
一般用5V。
3脚：
输出端Vo
2脚：
低触发端
6脚：
TH高触发端
4脚：
是直接清零端。
当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：
VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：
放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表6—1示。
表6—1555定时器的功能表
清零端
高触发端TH
低触发端
Q
放电管T
功能
0
0
导通
直接清零
1
0
导通
置0
1
1
截止
置1
1
Q
不变
保持
发展
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：
555定时器
（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，荡周期：
T=0.7（R1+2R2）C[1]
（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。
实例
单稳态电路
前面介绍的双稳态触发器具有两个稳态的输出状态和，且两个状态始终相反。
而单稳态触发器只有一个稳态状态。
在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。
单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。
接通电源后，未加负脉冲，，而C充电，上升，当时，电路输出为低电平，放电管T导通，C快速放电，使=0。
这样，在加负脉冲前，为低电平，=0，这是电路的稳态。
在t=t0时刻负跳变（端电平小于），而=0（TH端电平小于），所以输出翻为高电平，T截止，C充电。
按指数规律上升。
t=t1时，负脉冲消失。
t=t2时上升到（此时TH端电平大于，端电平大于），又自动翻为低电平。
在这段时间电路处于暂稳态。
t>t2，T导通，C快速放电，电路又恢复到稳态。
由分析可得：
输出正脉冲宽度tW=1.1RC
注意：
图6—3（a）电路只能用窄负脉冲触发，即触发脉冲宽度ti必须小于tW
多谐振荡器
多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。
在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。
两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。
多谐振荡器可用作方波发生器。
接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。
充电回路是VCC—R1—R2—
C—地，按指数规律上升，当上升到时（TH、端电平大于），输出翻转为低电平。
是低电平，T导通，C放电，放电回路为C—R2—T—地，按指数规律下降，当下降到时（TH、端电平小于），输出翻转为高电平，放电管T截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得
输出高电平时间
输出低电平时间
振荡周期
输出方波的占空比为
555定时器用于实际中的实例有：
能发出“叮、咚”声门铃的电路和旋光彩灯控制电路
2、脉冲触发式单稳态电路图
脉冲触发式单稳态电路如图所示。
电路中把输大端TH和放电端DIS同时接在定时电容CT上，这样做的目的是使电容CT具有自动快速放电的功能。
另外用触发输入端而作为脉冲输入启动端，平时要求接寄电平，输入负脉冲时才能使电路触发启动。
电源接通后，因为Ui平时为高电平，它的输入端TR（S）为局电平，即S=1。
它的输出师被置为o，即u。
=0。
此时，内部电路的放电开关接通，DIS端接地，定时电容CT上的电压为零，TH（R）输大端也为零，即R=O。
因此它的输出一直保持低电平，即U。
=o。
这就是单稳电路的稳态。
脉冲触发式单稳态电路
当在触发输大端TR输大一个负脉冲时，而且脉冲的幅度低于时，则S=O，使电路的输出端发生翻转，U。
由低电平转变为高电平，即U。
=1。
与此同时，电路内部的放电开关被打开，电源通过RT向CT充电，暂稳态开始。
单稳态电路波形图
经过一段时间tD之后，CT上的充电电压上升到大于时，它的TH输大端达到高电平，即R=1，于是电路又重新翻转回原来的稳态，即U。
=0。
这时内部放电开关重新接通，CT上的电荷快速放电到零，为下次触发翻转做好准备。
tD为暂稳态时间，可由下式求出:
图给出了脉冲触发式单稳态电路的各点波形。
从图中可以看出，在暂稳态时司tD。
内出现的触发脉冲是不起作用的。
红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。
其中发射电路由多谢振荡器和三个TLN104型红外发射二极管；接收电路包括红外接收管VD0和VD1，运算放大器（LM741）、音频译码器（LM567）、继电器K0、电源电路等组成。
3、霍尔效应及霍尔传感器原理图
半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，如图所示。
当有电流I流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电势，上述半导体薄片称为霍尔元件。
原理简述如下：
激励电流I从a、b端流入，磁场B由正上方作用于薄片，这时电子e的运动方向与电流方向相反，将受到洛仑兹力FL的作用，向内侧偏移，该侧形成电子的堆积，从而在薄片的c、d方向产生电场E。
电子积累得越多，FE也越大，在半导体薄片c、d方向的端面之间建立的电动势EH就是霍尔电势。
由图可以看出，流入激励电流端的电流I越大、作用在薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势也就越高。
磁场方向相反，霍尔电势的方向也改变，因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。
3.1传感器的一些基本参数
（1）极限参数
参数
符号
量值
单位
电源电压
VCC
4.5～24
V
输出截止态电压
VO
不限
V
输出电流
IO
25
mA
工作环境温度
TA
-40～85
℃
贮存温度
TS
-55～150
℃
（2）电特性
参数
符
号
测试条件
量值
单
位
最
小
典
型
最
大
电源电压
VCC
VCC=4.5V～24V
4.5
-
24
V
输出
低电平电压
VOL
VCC=4.5V,VO=24V
IO=25mA,B≥BOP
-
100
400
mV
输出漏电流
IOH
Vo=24V,B＜BRP
-
＜1
10
μA
电源电流
ICC
VCC=24V,VO开路
-
5.5
9.0
mA
输出上升时间
tr
VCC=12V
RL=820ΩCL=20Pf
-
0.2
2.0
μS
输出下降时间
tf
-
0.18
2.0
μS
（3）磁特性
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