触摸振动报警器电子课程设计报告模板.docx
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触摸振动报警器电子课程设计报告模板
电子课程设计报告
题目：
触摸振动报警器
学部：
计算机科学与电气工程
学生姓名：
学号：
专业班级：
12级电气一班
指导教师：
设计题目：
触摸振动报警器
摘要：
以触摸式报警器电路为题，学生交流讨论为主，教师指导为辅，查阅相关材料，设计电路，并制作产品。
解决过程中可能出现的理论问题和实际操作技术难点，在实践与理论的学习中得到提高。
本实验针对触摸报警器选择用NE555芯片组成单稳态触摸报警器，并选择了一种相对来说简单的设计方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，在对模块内部进行详细设计。
最后将设计好的模块组合调试，并在Protel99软件上仿真通过。
关键词：
NE555芯片Protel99软件单稳态输出高电平有效
摘要……………………………………………………………………2
目录……………………………………………………………………3
第一章、设计背景……………………………………………………4
1.1设计目的…………………………………………………………4
1.2设计要求…………………………………………………………4
第二章、设计方案……………………………………………………5
2.1设计原理分析……………………………………………………5
2.2元件明细表………………………………………………………6
2.3NE555芯片功能…………………………………………………6
第三章、方案实施……………………………………………………7
3.1组装与调试………………………………………………………7
3.2实物焊接…………………………………………………………8
第四章、结果与结论…………………………………………………8
4.1遇到的问题及解决方法…………………………………………8
4.2改进方法…………………………………………………………9
第五章、收获与致谢…………………………………………………9
第六章、参考文献……………………………………………………10
第七章、附件…………………………………………………………10
1.设计背景
1.1设计目的
随着改革开放的不断深入以及我国进击的迅猛发展，人民的生活水平提高。
各种贵重物品以及高档家电产品为越来越多家庭所拥有，因此越来越多家庭对财产安全问题十分关心。
本次实验为设计一种廉价性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，小企事业单位。
其特点是灵敏、可靠、一触即发，能够实现完全的自动进行触摸式报警器。
1.2设计要求
1.要求独立完成设计任务，通过课程设计，锻炼自己综合运用所学知识的能力，并初步掌握电子技术设计的方法和步骤。
2.熟悉电子线路Protel99软件的使用方法。
3.学会查阅资料和手册，学会选用各种电子元器件。
4.掌握常用的电子仪器仪表使用，如直流稳压电源，直流电压，电流表，信号源等。
5.学会掌握安装电子线路的基本技巧和调试方法，善于在调试中发现问题和解决问题。
6.能够写出完整的课程设计总结报告。
2.设计方案
2.1设计原理分析
实验原理图如下：
该触摸振动报警器由触摸触发电路、振动触发电路和报警电路两部分组成，555时基电路U1组成典型的单稳态工作模式，其暂态时间由RP1、R2、C2的数值决定。
平时电路处于稳态时，555时基电路的3脚输出低电平，报警芯片因无供电而不报警。
当人手触摸电极片M时，人体感应的杂波信号经C1注入555的触发端2脚，或振动传感器S1受震动而瞬间接通，都会使U1的第2脚出现瞬间的低电平，从而使555时基电路翻转进入暂态，3脚突变为高电平，报警芯片得电发出报警声。
暂态时间一过，时基电路翻回稳态，停止报警。
报警时间的长短可以调节RP1来改变。
LED为双色发光二极管，通电后绿灯亮，作为电源指示灯用，报警时红绿灯都亮，整体呈现橙黄色，电阻R5的阻值决定报警声的播放速度，一般取180K-240K,注意安装芯片前要先将其安装到报警芯片板上。
电路中C3、C4是为稳定工作而设置的平滑电容，C3取值103-104均可，C4取47-470uF均可，不同批次参数可能有些差别，BELL为无缘电磁式蜂鸣器，在电路中起着喇叭的作用，如果增大声音，可以用外接喇叭取代。
2.2元件明细表
1）主要芯片NE555
2）电阻R1（5M1）R2（1K）R4（1K）滑动变阻器R3（100K）
3）发光二极管三极管
4）电容C1（100U\16V）C2（0.01uf）
5）触摸片
6）开关
7）蜂鸣器
2.3NE555芯片功能
NE555是属于555系列的及时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定性度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。
NE555的内部功能及引脚图如下图所示：
NE555特点：
1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的震荡延时作用。
其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
2.他的操作电源范围极大，可与TTL,CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。
3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
4.它的设计精准度高、温度稳定性佳，且价格便宜。
3.方案实施
3.1组装与调试
ＰＣＢ电路板
根据总体设计时的原理图，将各个子电路组合起来，加入信号，对电路进行总体测试。
组装好电路后，在接入电源之后，应该实现：
没有触摸金属片时，LED亮且蜂鸣器不响，用手触摸金属片之后电路可以使得蜂鸣器正常响应，调整正变电阻的阻值大小就能够获得不同的报警时间。
经测试，电路可以使得蜂鸣器正常响应并调整无误。
报警与恢复预报状态所用时间T=1.1R3*C1
3.2实物焊接
只需利用实物，按上述实验原理在电路板上摆好每个元件的位置，把每个元件焊接起来。
焊接完成后，在实物板的电源正极和负极接入稳压器中，调节好合适的电压，观察发光二极管是否会亮以及蜂鸣器是否会响即可，调节实物中的滑动变阻器，控制发光二极管的亮度以及蜂鸣器声音的大小。
4.结果与结论
4.1遇到的问题及解决方法
1.在Protel99软件中做原理图时用错了芯片，使得原理图画错，最后在同学的商讨下，搜索到正确的NE555芯片，从而正确的完成了原理图。
2.在画PCB电路板时，电解电容的封装与无极性电容封装弄混，最后在同学的提醒下改正过来。
3.焊接时由于太久没有焊接板件，忘记了判断电阻大小的方法，最后在电脑网站上搜索学习后才得以鉴别。
4.焊接时由于不够细心，没有看清芯片的缺口方向，从而使得焊接错误，而后花了很大力气才得以改正。
5.正常组装好电路后，在接入电源之后，应该实现：
没有触摸金属片时，LED亮且蜂鸣器不响，用手触摸金属片之后电路可以使得蜂鸣器正常响应。
但接好电路后，没有触摸金属片时正好是相反的：
LED不亮，蜂鸣器响个不停，仔细检查电路接线发现没有问题，再用万用表检查555芯片的引脚输出电压时，也没有问题。
最后查出是电源的问题。
4.2改进方法
触摸电极M实则在现实生活中时门锁或需要保护的金属部分，它必须与大地
保持良好绝缘。
M与报警器间的连接导线不宜过长、且一定要采用单芯金属屏蔽线，其外编制套接电源负极，以避免电路受外界杂波信号干扰而产生误报警。
5.收获与致谢
经过两个星期的设计与思考，最终在Protel99软件上完成了NE555触摸式振动报警器的模拟以及实体电路的测试，期间遇到了许多问题，但最后都一一解决。
在整个设计过程中，我主要负责元件原理图，以及PCB图修改封装问题，以及少数零件的焊接。
参数方面借鉴了网上的资料以及教参，最后把参数确定下来，因为经过实验练习，所以焊接起来比较快速和顺利。
致谢：
本次试验加深了对NE555芯片的掌握，知道了它的接法以及电路的工作原理。
这次课程设计使我对以前学过的知识有了更深刻的认识，特别是在PCD课上所学到的知识在这次课程设计中几乎都用到了。
本次电子课设取得成功，最大程度要感谢我们的兰文宝老师，以及吴琼老师，老师严谨的工作态度和有问必教的精神让我们学到了许多课本上学不到的电路实践知识。
在此，感谢我的老师们，还有同一小组的同学。
总结收获：
1.设计电路开始时期要多加谨慎，否则后期改进很困难。
应该在初期就多思考问题，进行详细了解，选择最合适的方法动手设计。
总体设计原理在整个设计过程中非常重要，应该充分了解电路原理。
2.设计时，多使用已学的方法，如Protel99等，要整体考虑。
3.在连接或焊接电路前应详细查阅书本或网站了解元件知识或排版顺序后，确定无误在开始焊接连线。
4.尽可能使电路连线有序，模块之间关系清楚，利于修改查看。
6.参考文献
[1]曹文主编.电子设计基础.-北京：
机械工业出版.2011.12
[2]杨素行主编.模拟电子技术基础简明教程.清华大学电子学.2005.10
[3]吴琼主编.电子实习指导书.计算机科学与电气工程学部
7.附件
U1
R1
R2
R3
NE555
5M
1K
100K
R4
C1
C2
Q1
1K
100uF
103
8050
D1
S1
LS1
C3
LED
SW
扬声器
0.1uF
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