电子技术课程设计报告 家用震动报警器.docx

1、电子技术课程设计报告 家用震动报警器河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：家用震动报警器 题目：家用震动报警器一、设计目的培养学生在电子设计方面的兴趣，初步了解与掌握电路设计流程。简单的分析各部件的功能与应用，尝试与学习画电路图，并能对其在电路中的作用进行分析。另外还要掌握电路原理和分析电路设计流程，每个电路的设计都要有完整的设计流程。这样才能在分析电路是有良好的思路，便于查找出错的原因。初步了解学科科研的基本方法和技能，在教师的指导下独立进行查阅资料，调查研究，分析综合，推理论证和实验表达。训练和提高逻辑思维能力，写作能力,设计，实验，计算，绘图等能力。二、设计要求设计的振动报警

2、器可以检测到门窗的振动，而可以发出警报声。但当振动停止时，报警也会停止。去除轻微振动的干扰。对单片机的了解，系统硬件电路的设计，电源模块的设计，控制模块与复位电路，传感器检测模块设计，报警模块设计，检测及执行程序优化设计。三、方案设计具体实现可以将总体电路分为电源模块、控制模块（包括单片机和时钟电路）、复位电路模块、传感器检测模块和报警模块等五个模块组成。系统电路总体框图如图4所式。其中电源模块给各模块电路提供+5V直流电压，以便电路正常工作；复位电路给单片机提供复位电平，可使参数复原，重新运行。时钟电路给单片机提供频率，单片机检测传感器检测模块发送来的信号，并根据其改动而进行相应的处理活动，

3、即控制报警的启动与停止。设计的方案有以下三种：方案一：采用压电式陶瓷片作为传感器，用来检测盗情。电路部分则使用分立的元器件。电路由检测放大电路、检波放大器、延时放大电路和报警电路组成。方案一电路原理图如图1所示。 图1其中，压电陶瓷片BC，电容器C1、C2，电阻器R1，晶体三极管Q1构成了检测放大电路；晶体三极管Q2、Q3，二极管D1，电阻器R3R8，电容器C3、C4组成了检波放大器；晶体三极管Q4、Q5，电阻器R9R11，电容器C6构成了延时放大电路；而电阻器R12，晶体三极管Q6，二极管D2，继电器K1和报警器LS1则构成了报警电路。当BC没有检测到振动，会一直没有电信号输出，从而Q4Q6

4、是处于截止状态的，K1处于放开状态，蜂鸣器无法报警。当BC检测到振动之后，会输出电信号，经Q1及Q2、Q3、D1检波放大后使Q4导通。同时Q5和Q6导通，继电器K1吸下触头，使开关接通，从而蜂鸣器可以报警。当Q4导通时，C6会处于充电状态，当之后振动停止时，C6处于放电状态，还会继续给Q5电流使其导通，从而蜂鸣器会持续报警，在振动停止一段时间后才会结束。方案二：使用振动传感器来检测门窗的振动，并使用单片机来接受传感器传递来的信号，并根据信号来控制报警电路。方案二原理框图如图2所示。用程序使单片机时刻检测传感器传来的信号，并根据此信号来控制报警电路是否报警。在设计中由于单片机技术和传感器技术已经

5、成熟，且使用单片机可以实现的功能更多，因此，在此次设计中选用方案二。四、设计原理和电路图如下 (1)电源模块的设计电源模块用以给电路提供+5V直流电压，由于家用电为220V50Hz的交流电，因此可以采用三端稳压电路来产生。本次设计中7805系列稳压芯片稳配上电容，二极管、变压器等器件构成单路固定稳压电路，220V50Hz家用交流电通过变压器后变为低压交流电，再通过稳压芯片后即可以产生+5V直流电压7。之后便可以给整个系统供电。单路固定稳压电路原理图如图5所示。本电路实用性强、用途广泛，主要用于对电源电压稳定度要求较高、而对电源变换效率变化不高的低成本应用场合。(2)控制模块与复位电路 (3)时

6、钟电路以MCS-51单片机为例，该单片机内部有一个高增益反向放大器，用于构成时钟振荡电路，XTAL1引脚为该放大器的输入端，XTAL2为该放大器的输出端。单片机的时钟电路主要有内部时钟方式和外部时钟方式两种。各个方式的说明如下。1 内部时钟方式。其时钟电路图如图6(a)所示，利用MCS-51内部的高增益反向放大器，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡电路便产生自激振荡。通常采用的是石英晶振和电容所构成的电路，电容一般取30pF。2 外部时钟方式。外部始终方式常用于多机系统，以便于各个单片机能够同步工作。两种单片机的时钟电路原理图分别如图6(b)和图6(c)所示。（4）复位电路本

7、设计中采用了手动电平复位电路，因为它将上电复位电路也包括在其中，不会垂涎加电后CPU从一个随机的状态开始工作而造成的不能正常运行，也满足了设计任务中的要求。单片机复位电路原理图如图9所示（5）传感器检测模块设计由于传感器Z04B的输出电流比较小（当模块电压大于3V时输出电流为0.5mA），在此次设计中，采用用传感器输出来驱动三极管的方法来加大电路。传感器检测模块电路原理图如图11所示。（6）报警模块设计报警模块电路原理图如图12所示。设计的系统总体电路图如图13所示。五、元件清单六、设计总结在此次电路设计时发现了许多问题，对电路图设计很模糊，通过查阅资料并和同学交流之后依然不是太理解。对单片机

8、了解不多.七、参考文献1全新实用电路集萃丛书编辑委员会.报警器、警示器应用电路集萃M.北京:机械工业出版社,20052欧伟明,何静,凌云,等.单片机原理与应用系统设计M.北京:电子工业出版社,20093胡健.单片机原理与接口技术M.北京:机械工业出版社,20044徐福成.常用振动传感器及其典型应用电路J.电子制作,2008(10):13-145张静.微型片振动模块XDZ-01J.现代通信，1997(6):266张华林,周小芳.电子设计竞赛实训教程M.北京:北京航天航空大学出版社,20077郭天翔.新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略M.北京:电子工业出版社,20098马忠梅,籍顺心,张凯,等.单片机的C语言应用程序设计M.北京:北京航空航天大学出版社,20079朱蓉,郑建华.基于MCS-51单片机定时精确的研究J.数控技术,附录1 总体电路