光线不足报警器论文.docx

1、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Key words: 目

2、录前言31. 总体设计方案41.1 光线不足报警器方案41.2 光线不足报警器仿真图51.3 光线不足报警器原理图61.4 光线不足报警器PCB图62. 系统功能73. 设计总结74. 参考文献85. 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105.2.3 NE555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

3、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

4、，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

5、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31.3光线不足报警器PCB图图42.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

6、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

7、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 3C10.01uFC247uFC30.01uF 电阻3R127KR2100KR31K 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

8、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110M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（0.40.76）m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

9、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

10、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

11、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

12、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。 5.2.2 NE555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

13、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 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 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

14、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

15、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5k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

16、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) 指导教师签名： 年 月 日