霍尔式防盗报警器.docx

1、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

2、里我们就讨论霍尔式防盗报警器关键字：霍尔传感器，555单稳态触发器， 1、555定时器器简介52、555单稳态触发器电路图93、霍尔效应及霍尔传感器原理图113.1 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144.1霍尔式防盗报警器原理图4.2 元件选取5、总结15谢辞161、 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.

3、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

4、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0.0

5、1F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61示。 表61 555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00导通直接清零10导通置011截止置11Q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

6、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

7、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

8、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63（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V

9、CCR1R2 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CR2T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

10、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

11、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

12、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

13、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VCC4.524V输出截止态电压VO不限V输出电流IO25mA工作环境温度TA-4085贮存温度TS-55150（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VCCVCC=4.5V24V4.5-24V输出低电平电压VOLVCC=4.5V,VO=24VIO=25mA,B BOP-100400mV输出漏电流IOHVo=24V, BBRP-110A电源电流ICCVCC=24V, VO开路-5.59.0mA输出上升时间trVCC=12VRL=820 CL=20Pf-0.22.0S输出下降时间tf-0.182.0S（3）磁特性