红外线报警器模电课程设计.docx

1、红外线报警器模电课程设计 摘 要 近年来，随着人们的生活水平的提高，各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也越来越多，偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民为家庭财产安全问题堪忧。报警器的出现为人们解决了不少问题。但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构，价格高昂,一般人难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。 本设计正是基于红外线的报警装置，采用光电开关发射不可见的红外线，通过人或物反射回的红外光报警，原理简单，价格低廉，技术性能稳定、灵敏，隐蔽性较强，具有较高的实用价值。此红外线防盗报警器

2、的设计分为直流稳压电源部分和红外线报警部分，能够自主提供稳定的直流电源。设计中包括电源变压器、整流滤波电路、稳压电路、信号发生电路、定时电路五个部分。通过五部分的组合达到自供电源的防盗报警效果。其核心装置是光电开关和555定时芯片。 关键词 红外线报警；光电开关；NE555芯片；单稳态触发；蜂鸣器SummaryWith the improvement of peoples living level in recent years, many families have possession of varied top grade electrical appliances products a

3、nd valuables. However, there are more and more lawbreakers and theft phenomenon. Thus, increasing residents are worried about their safety problems of property.The emergence of the alarm helps people solve many questions. But alarms in market are used in most of the big company financial institution

4、; the price is so high that average person can not accept. If a low price, sensitive function and reliable performance of the alarm system designed again and produced, their effective role will played in the guard against theft and ensure the property security.This design was based on infrared alarm

5、 device, adopting photoelectric switch launch invisible infrared, through the people or things reflection, this device is simple ,cheap, steady, sensitive, and of high hiding power and utility value. This design of infrared alarm device consists of DC (digital current) voltage regulator part and inf

6、rared alarm part which can provide steady DC power involuntarily. The design includes Power Supply transformer, rectifier filter circuit, stabilized output voltage, signal generator and timing generator five parts. It can achieve the effect of anti-theft and alarm through the combination on five par

7、ts to supply power involuntarily. Its key device is photoelectric switch and 555 timer chip.Key words Infrared alarm; Photoelectric switch; NE555 chips; Single state trigger; buzzer1 总体设计方案与要求 1 1.1 设计任务的功能要求说明 1 1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明 12 设计电路及其仿真分析 2 2.1 设计电路图 2 2.2 设计电路的仿真结果 33 硬件电路各部分电路设计 6 3.1 硬件

8、电路图及各模块功能简要介绍 8 3.1.1 直流稳压部分 8 3.1.2 红外线报警部分 9 3.2 PCB图 12 3.3 实物图 13 3.4 元器件清单 144 系统的调试及性能分析 15 4.1 系统的调试 15 4.2 性能分析 155 protel99SE绘图 15 5.1 对元器件的前期准备 15 5.2 Sch原理图应注意常见问题 16 5.3 PCB设计中应注意的问题 16 5.4焊盘应注意的常见问题 176 设计结论及体会 18致谢 18参考文献 20附录 211 总体设计方案与要求1.1 设计课题任务设计一个红外线防盗报警器。要求如果有人进入监视区域，立即报警，报警时长为

9、30秒。1.2 设计课题总体方案介绍及总体方案说明1.2.1 设计课题总体方案介绍该装置分为直流稳压电源部分和红外线报警部分，以光电开关和555定时器为核心，利用其特性来控制蜂鸣器工作，在光电开关感应到有物体靠近时输出电平信号来使蜂鸣器报警。系统框图如图 1.1所示。 图 1.1 系统方框图1.2.2 总体方案说明该装置接通电源后，直流稳压电源部分，变压器对220V电压降压处理，由整流桥整流，通过稳压电路输出稳定5V电压。红外线报警器部分，光电开关将电信号转化为光信号发射红外线，有人或物体进入监视区时，发射的红外线被反射回来，通过光电开关转换为电信号输出低电平，再通过555定时器，输出高电平，

10、蜂鸣器开始报警。人或物体离开监视区时，发射的红外线不能被反射回来，光电开关输出高电平，再通过555定时器，输出低电平，蜂鸣器不工作。2 设计电路及其仿真2.1 设计电路图设计其原理电路图：图2.1图2.1 原理电路图表2.1 电路图各元件作用元件名称元件编号作用电容C1、C2、C3、C7滤波电容C5防止电路产生自激振荡电容C4减小电阻R 2上的电压波动电容C6控制555定时变压器T1降压555定时器JP1定时整流桥D1整流二极管D2防止C5电流反向流入稳压器电阻R1、R3、R5保护电路可变电阻R2调节输出电压光控开关R4检测物体电阻R6控制555定时2.2 设计电路图的仿真结果在Multisi

11、m中编辑出电路图（见图2.2），在红外线发射部分中加入一个开关来控制红外线发射管工作，从而达到让红外线接收管能处于接收到红外线跟无红外线接收两种状态；用一个电压表来代替蜂鸣器，用来检测当红外线接受管处于不同状态时555定时器输出的电平。图2.2 电路仿真图 将开关闭合，接通电源，此时红外线接收器接收到红外线，处于导通状态，输出高电平至Q1，Q1接收到高电平达到饱和，Q2接收到低电平，Q2处于截至状态，555定时器接收到高电平，输出低电平，所以电压表读数为零，见图2.3。图2.3 无人状态蜂鸣器电压值 然后将开关断开，红外线发射器停止工作，不发出红外线，红外线接收器接收不到红外线，其不导通，Q1

12、接收到低电平处于截至状态，Q2接到Q1的高电平达到饱和，555定时器接收到低电平，555定时器输出高电平，所以此时电压表读数为5V，见图2.4。图2.4 有人状态蜂鸣器电压值图2.5 变压器输出波形图2.6 直流稳压源输出5v电压图2.7 蜂鸣器两端在开关通断时的波形3 硬件电路图及各模块功能简要介绍3.1 直流稳压电源部分图3.1 直流稳压电源部分原理图3.1.1整流原理全波桥式整流 为了提高整流滤波效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则应采用全波整流，其电路和相应的波形如图3-3所示。图3.2 全波整流原理及整流前后波形对比3.1.2 设计电路框图设计电路框图如图2-1所示，包括变压器降压，整流滤波电路滤波，稳压电路进行稳压四个部分。图2-2为电压经过各个部分的波形，交流U